Park, Sang Woo;Ahn, Tae Jin;Ahn, Sang Ho;Kwon, Soon Hyun
Journal of Wetlands Research
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v.15
no.1
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pp.91-103
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2013
In this Research, in order to improve problems of not enough technical validation and structural and hydraulic stability evaluation when nature-friendly revetment block is applied to field, hydraulic stability evaluation according to hydraulic behavior change of porosity soil block for vegetation reinforcement that secures ecological function was reviewed. By selecting object section, numerical analysis and hydraulic model experiments were performed; for numerical analysis, by using 1-dimensional numerical analysis model HEC-RAS and 2-dimensional numerical analysis RMA-2, one-dimensional(1D) and two-dimensional(2D) numerical analysis were performed; by applying Froude's similarity law, reduced-scale hydraulic model experiments according to vegetation existence were performed. In hydraulic model experiment, for validity of experiment result, the result of velocity and tractive force of reduced-scale hydraulic model experiments was converted to prototype so that it can be compared and reviewed under the same condition of one-dimensional(1D) and two-dimensional(2D) numerical analysis result; as a result, it was confirmed that comparatively united result appeared, and by comparing prototype-converted tractive force result with revetment's allowable tractive force coming from an existing research, block's hydraulic stability was suggested.
Behavior of a rock block consisting of rock joints during excavation of an underground opening is an important factor for the mechanical stability of the opening. In this study, the behavior of a rock block under different geostatic stress and joint property conditions was analyzed quantitatively. The behavior of the rock block analyzed by 3DEC numerical analysis was compared with that of the theoretical calculation, and the error between the theoretical value and the numerical analysis result was analyzed under various geostatic stress and joint property conditions. The result of the stability analysis of a rock block showed less than 5% of error with numerical simulation result, which verified the applicability of the purposed analytic solution.
본 연구에서는 하천인접구간에서와 같이 지하수가 풍부한 지반에서 시공되는 터널의 막장 안정성을 평가하기 위하여 터널 막장에 작용하는 힘의 두 가지 요소를 고려하였다. 하나는 극한해석 중 upper bound solution으로부터 산출된 유효응력이며, 또 하나는 지하수의 정상류 흐름조건을 고려한 수치해석으로부터 산출된 침투력이다. 지하수가 풍부한 토사지반에서의 터널 시공시 터널 막장에 작용하는 힘을 구하기 위하여 침투력을 고려한 극한해석의 해를 구한 결과 터널 막장의 안정성을 유지하기 위한 최소 지보력은 터널 막장에 작용하는 유효응력과 침투력의 합으로 나타낼 수 있었다. 또한 터널 막장에 작용하는 평균침투압은 지하수위에 비례하여 작용하는 것으로 나타났으며, 이를 실내모형 실험 결과를 통하여 검증하였다. 지하수의 정상류 조건 하에서의 토사터널에 대한 실내모형 실험 결과, 터널 막장에 작용하는 침투력은 수치해석 결과 비슷한 양상을 보여주어 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.
지금까지 몇가지의 차등법들을 계산의 정확도 및 안정성에 관하여 검토하였다. 상류 차등법과 왜도 차등법은 좋은 안정성을 가지고 있으나 그 정확도가 미흡한게 결점이고 중앙 차등법은 비 교적 좋은 정확드를 가지고 있으나 불안정한게 큰 결점이다. QUICK 차등법의 경우에는 보다 정확한 수치해를 얻기위해 종속 변수를 보다 고차의 근사치로 표시하였는데 정확도가 증가함에 따라 몇가지의 불이익이 생기게 된다. 그 불이익으로는 제일 먼저 계산 비용의 증가를 들 수 있으며 수치 계산이 불안정하게 되고 경계 조건의 표시가 어려워 진다. 또한 난류 에너지 방 정식과 같이 종속 변수가 반드시 양수값을 갖는 방정식에서 그 차등방정식의 종속 변수도 양수 치를 가져야 한다는 제한 조건을 만족시키는데 일반적으로 어려움이 많다. 그 이유는 QUICK 차등법을 이용한 차등방정식은 흔히 음수치의 원천항을 갖기 때문에 차등방정식을 푼 후 그 종속 변수가 음수치를 갖기 때문이다. 아직도 고차의 정확도를 갖는 차등법이 연구 개발중이며 종속 변수가 반드시 양수치인 유동방정식을 푸는 좋은 차등법은 아직까지도 없는 실정이어서 2차 이 상의 정확도와 절대 안정성 (absolute stability)을 갖는 새로운 차등법의 개급이 시발하다 하겠다.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2012.05a
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pp.538-538
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2012
최근 기후변화에 따른 이상홍수의 발생으로 인하여 댐의 수문학적 안정성 확보가 필요하다. 이에 따라 댐의 비상여수로를 건설하여 이상홍수에 대비한 대책을 마련하고 있다. 여수로의 운영상 고유속의 흐름이 방류되는데 이때 공동현상이 발생하며, 공동현상으로 인해 발생된 공동이 파괴되면서 구조물에 큰 피해를 주고 있다. 이러한 피해예방을 위해 현재까지 개발된 가장 경제적이고 효과적인 대책은 공기혼입장치이며, 국내에는 최근에 적용되고 있으나, 세부적인 설계기준과 설계기법, 절차등이 부족한 현실이다. 본 연구에서는 여수로 구조물을 대상으로 발생하는 공동현상에 대해서 이론적, 실험적인 분석을 실시하고자 한다. 공동현상에 대한 이론적인 배경과 최근의 연구동향을 분석하고, 국내 기존댐에 적용한 공기혼입장치 설치에 대해서 사례연구를 실시하여 적정성을 검토하였다. 또한 여수로의 대표단면인 개착식 여수로의 구형단면에 대해서는 주암조절지댐을 선정하고 터널식 여수로의 원형단면에 대해서는 임하댐 비상여수로를 대상구조물로 선정하여 각각 1차원 수치해석을 실시한 결과를 토대로 공기혼입장치의 위치 및 최적규모를 산정하고자 한다. 1차원 수치해석을 통해 분석된 공동현상 및 공기혼입장치에 대해서 3차원 수치해석을 실시하여 압력변화 및 공기혼입량등 공기혼입장치의 설치전과 설치후에 대한 효과를 검증하고 마지막으로 수리모형실험을 실시하여 1차원, 3차원 수치해석 결과에 대한 검증과 구조물의 안정성 증대를 확인하고, 추후 기타 여수로 구조물의 설계시 참고할 수 있는 기초자료가 될 수 있도록 하고자 한다.
Tunneling is widely increased in rail-road construction due to the large portion of mountainous regions in Korea as well as the improving running performance of train. Tunneling under poor rock condition, shallow overburden, or existing fault zone has high risk for collapse. Therefore, this study presents the stability of tunnel under unfavorable geological conditions using finite element methods.
In this study, a comprehensive management plan was proposed to ensure the stability of the existing subway when constructing ground structures adjacent to the subway. In the first step, the measurement inspection cycle is selected through proximity evaluation, in the second step, the stability of existing subway and station structures such as displacement and stress is reviewed through 3D numerical analysis considering the construction stage and groundwater influence, and in the third stage, the safety of train operation was reviewed by examining the track stability, and based on the numerical analysis results in the fourth stage, the displacement concentration section was selected as an intensive management section and it was proposed that intensive measurement management be performed.
For increase of reality in numerical analysis, a blasting vibration waveform obtained from field blast operations has been directly used for input parameters of dynamic analysis in the form of vibration velocity. A numerical model was built considering the geological characteristics of underground limestone opening as well as the mining stages in this opening, and the effect of blast operations on stability of underground limestone opening was investigated by dynamic numerical analysis. The adequacy of applying the real vibration waveform to dynamic analysis has been approved from the preliminary analysis, and the dynamic numerical analysis results show that the continuous mining operation can cause the collapse of roof in openings and the active yield zone around openings. Therefore, the additional reinforcements should be applied for ensuring the stability of underground limestone openings.
When a borehole is drilled, the load distributed by the removal is taken to re-establish equilibrium. As a result, the stresses around the borehole is redistributed. If there is no hydrostatic support pressure by drilling fluid (mud) introduced into the borehole, failure in the formation may take place. The mud pressure boundary that keeps the borehole stable is defined as a mud window. To predict the potential for failures around the borehole, a series of numerical analysis were performed and compared with a mud window. The effect of failure criterion and the intial stress ratio adopted on the mud window was also studied.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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