• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.36 no.3 s.134
• /
• pp.481-494
• /
• 2003

Flow through the culvert is very complex depending on the characteristics of hydraulic conditions. A design method using a monograph is normally employed due to the wide range of flow characteristics and the difficulty of calculating inlet water depth. The present study suggests the method for determining the inlet water depth of box culvert using Bernoulli's equation. By employing the explicit equation of inlet water depth, a standard design method of box culvert is developed for a wide range of flow characteristics. Explicit solution techniques are proposed to determine the width and height, slope and discharge of box culvert.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.13 no.5 s.57
• /
• pp.142-148
• /
• 2009

This paper is to investigate the fracture behavior characteristics of box culvert and incremental crack width of upper slab for the incremental loading by the 3-axis loading system. In the 3-axes loading system, loading directions are upper side, left and right side which simulate earth pressure and static traffic load. With the incremental load, crack patterns is investigated on the upper slab, left and right wall. Especially, on the upper slab, crack width is measured by crack gage. Based on the experimental results, structural internal force indices of box culvert are estimated quantitatively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.467-467
• /
• 2016

암거는 일반적으로 용수나 배수용의 수로가 도로, 철도, 제방 등의 아래에 매설 된 수로를 지칭한다. 이러한 암거는 산업발전으로 사회기반시설의 신설 및 확충, 재정비 등으로 많이 활용되고 있다. 최근 들어 기후로 인한 재해가 급증하면서 이러한 시설물에 대한 안정성 및 관리에 대한 관심이 높아지고 있는 것이 현실이다. 특히 소하천은 집수면적 및 유로연장이 짧고 하상경사가 급하기 때문에 홍수에 취약하다. 즉, 빨라진 유속으로 인해 구조물 주변의 세굴에 의한 유실, 토사유출로 인한 하상퇴적, 부유물로 인한 차단으로 인해 통수에 지장을 받아 피해가 발생하게 된다. 이러한 암거시설물 피해는 2차 피해로 이어질 수 있으며 사회기반시설 파괴로 도시기능이 마비되고 인근 주변지역에 침수로 인한 재산 및 인명피해까지 발생시킬 수 있는 피해 잠재능력을 보유하고 있다. 그러나 피해에 대한 예방대책은 유지관리를 통해 지속적으로 관리하는 것이 대부분의 지침 등에 소개된 내용들이다. 본 연구에서는 암거를 대상으로 암거의 폐색으로 인해 암거주변에서 변화되는 흐름특성을 축소모형을 통해 검토하고자 하였다. 암거 축소모형실험은 1.5m 폭을 갖는 직선수로에서 수행하였으며, 암거모형은 도로암거표준도(2008)를 참조하여 $3m{\times}3m$ 수로암거를 대상으로 1/10 축소모형을 제작하였다. 암거유입부 퇴적으로 인한 암거의 차단률(차단면적/암거단면적)은 차단이 발생하지 않는 0% 조건에서부터 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 조건에 대해 실험을 수행하였다. 실험결과 차단에 따른 암거 상류단의 수위는 차단이 없는 암거의 경우에 비해 차단율이 높아질수록 암거유입부 수위는 20.4% ~ 82.7% 상승하는 것으로 나타났다. 암거의 차단률이 40% 이상일 경우 높아진 수위로 인해 암거통로의 윗상면부까지 다다르고 있으며 50%일 경우 암거를 통과하는 흐름이 자유수면흐름이 아닌 오리피스 흐름이 발생하는 것으로 나타났다. 암거유입부 차단으로 인한 암거주변의 최대유속은 암거 직하류부에서 주로 발생하여 암거 유출부에서의 최대유속은 차단율이 증가할수록 선형적으로 증가하는 것으로 나타났으며 암거 유출부에서의 유속은 차단전의 조건(0%) 대비 4.2% ~ 35.5% 까지 상승하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 토대로 고려하였을 때 대부분 산지부에서 설치되는 암거의 경우 유속이 불가피하게 증가하게 됨으로 유속에 따른 유속조절방안(차단 및 우회시설) 및 세굴대책을 세워야 할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.27 no.3
• /
• pp.55-61
• /
• 2011

Generally, the Box-Culvert in levee is destroyed by various reasons. Especially when Box-Culvert is installed over the pile foundation in soft ground, the failure occurrs for 1) the weakness of compaction in Box-Culvert side by the differential settlement between outer ground and inner soil prism, 2) hydraulic fracturing and disturbance of Box-Culvert side soil by the repeated acting of seepage pressure at flood time. Also the side of Box-Culvert is difficult to compact and the shear resistance is reduced by more than 1/3 for the reduction of friction caused by the difference of material property. In this study, a series of model tests are conducted for the analysis of the development mechanism of outer ground and inner soil prism by the differential settlement using the pile foundation in soft ground, and cavity suppressed technique is suggested by the analysis of base plate enlargement effect.

• International Journal of Highway Engineering
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.111-121
• /
• 2007

During the whole month of December in 2005, Korea experienced both heavy snowfall and freezing temperature in southeast regions, which had caused frost related damages to many pavements laid on top of box culverts. In-situ observation revealed that the formation of ice lenses in subgrade and subsequent unbound layers led to upward heaving and transverse cracks in concrete and asphalt pavements. This has affected the long-term performance of pavements, as well as has threatened drivers' safety for a while. Recently, Korea Expressway Corporation has proposed a design guide to better protect newly constructed unbound pavement layers over culverts from frost heave. A trench drainage system has been selected to effectively draw off water and to alleviate pore-water pressure in soils during the coldest season. This paper presents experimental and analytical backgrounds behind this new design guide. Soil specimens retrieved from the sites are tested to quantify clay content and to estimate the permeability of subgrade. A 2-D ground seepage analysis has been conducted to better understand the changes in pore water pressures as a function of grain size. Finally, an optimum size of trench drainage is determined based on numerical analysis and workability in the field.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.154-162
• /
• 2003

This study was conducted to investigate the effects of tile drain on Physicochemical properties and crop productivity of soils under plastic film house for three years (1999 - 2001). Tiles (${\Phi}100mm$ PVC pipe) were established at 50-60 cm depth with 1 m, 2 m, and 3 m intervals in Gangseo silt loam soil under 2W-type plastic film house. Cropping system was a pumpkin-pumpkin in the first year, a cucumber-spinach-crown daisy-spinach-young radish in the second year, and a green red pepper-tomato-spinach in last year, with conventional fertilization and drip or furrow irrigation by groundwater pumping. Bulk density and soil hardness of plot with tile drain were lower than those of control (plot without tile drain). Soil water content was also lower in tile drain plot than in control regardless of soil depth, and decreased at narrower interval and longer distance from tile in the same plot, thus suggesting that water flow and density of tile drain plot was higher than those of control. Rhizosphere of spinach, a final crop of third year, was expanded more than 2 cm due probably to improvement of soil physical properties caused by tiles establishment. Electrical conductivity (EC) of topsoil decreased from $1.22dS\;m^{-1}$ to $0.82dS\;m^{-1}$ by tile drain system, and the extent of EC decrease was different with season: higher in spring and lower in summer and autumn. The $NO_{3^-}-N$ concentration in topsoil decreased, from $200mg\;kg^{-1}$ to $39mg\;kg^{-1}$. The effect of tile drain on crop yield varied with crops. Average crop productivity obtained in tile drain plot than that of control crop: 18.2% in 2 m interval, 14.2% in 3 m interval, but lower 0.2% in 1 m interval.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
• /
• v.34 no.2
• /
• pp.92-97
• /
• 2001

Soil characteristics and crop productivity was compared between 5 soil physical treatment plots: check, reversion, subsoiling, explosive subsoiling and drainage in salt accumulated Gangseo Fine sandy loam soil from 1999 to 2000. Physical treatments of subsoil improved soil physical properties in the following order, reversion > drainage > explosive subsoiling > subsoiling > check. The effectiveness of physical treatment was sustained to the 2nd year after treatment. Soil moisture content of subsoil was highest in the reversion treatments and decreased in the order of drainage, subsoiling, and check. However there was little difference between treatments. The physical treatments increased fluctuation of soil moisture content. However the crop yield in the physical treatment plots were increased. It was considered that the increase of crop yield was caused by improvement of soil physical properties rather than soil water holding in the soil. An average increase rate of crop yield by physical treatments was 10 to 20 percent.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.257-257
• /
• 2019

최근 기후변화에 따른 대응을 위해 기존 수자원 활용의 고도화 및 배수능력 증대를 위해 다양한 방안이 추진되고 있으며, 그에 따라 기존 개수로에 신규 수로를 연결하여 합류와 분류를 시키는 사례가 증가하고 있다. 특히 신규 개수로 연결을 위한 분류부 형상은 관련 설계기준, 분류유량의 규모, 해당 지점의 하상변동 경향, 지형여건, 흐름 분류시설 및 구조물의 형태(양수펌프장, 스크린이나 수문, 암거설치)와 같은 구조적 요인 등에 의해 달라지지만, 이와 관련된 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 분류부 평면형상 변화에 따른 분류유량비와 흐름분리구역 분포 등에 대한 흐름특성을 분석하고 이수와 치수계획 수립 등에 활용하고자 한다. 본 연구에서는 TELEMAC-2D 모형을 이용하여 주수로 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74, 0.52인 두 흐름에 대해 형상변화 폭을 주수로 폭(B)의 1B, 주수로 형상변화를 급확대, 점진적 확대 구간길이를 1B~3B로 변화시키며 분류유량비(분류수로 유입유량/상류 유입유량)와 흐름분리구역의 위치와 크기 등에 대한 분석을 수행하였다. 분류부 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74, 분류유량비는 0.33인 흐름은 주수로 형상변화 구간길이가 1B 일 때 0.44~0.46, 3B일 때 0.54~0.60으로 점차 분류유량비가 증가한다. 반면 상류 유입흐름의 프루우드수가 0.52, 분류유량비가 0.52인 흐름은 주수로 형상변화 구간길이가 1B일 때 0.77~0.82에서 3B일 때 0.70~0.80으로 점차 분류유량비 증가율이 감소하는 경향을 나타내게 된다. 주수로 형상변화 폭을 0.5B, 1B로 달리하여 수로 형상변화를 시킨 경우 분류유량비 증가율은 각각 135~162%, 134~176%로 나타났으며, 이는 수로 형상변화 폭보다 변화구간 길이가 더 큰 분류유량비 변화에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 흐름분리구역은 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74인 경우 수로형상 변화구간과 분류수로 입구에 형성되지만, 상류유입흐름의 프루우드 수가 0.52인 경우 수로형상변화 구간과 주수로 하류에도 형성된다. 수치실험 결과 동일수로 폭 직사각형 $90^{\circ}$ 분류수로에서 분류부 평면형상의 변화에 따라 주수로 하류방향흐름의 관성력은 감소하는 반면 분류수로로 향하는 횡압력경사와 흐름분리구역 발생위치 변화로 인해 분류 수로내 통수능이 증가하여 분류유량비가 급격하게 증가하게 된다. 또한 분류부 상류 유입흐름의 관성력이 작은 경우 분류부 평면형상 변화시 주수로 하류방향에서도 흐름분리구역이 형성되고 주수로 종방향 수위가 상승함에 따라 분류흐름 계획수립 시 세심한 주의가 필요하다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.16 no.1
• /
• pp.64-77
• /
• 2012

In this study, the crack detecting system with digital image processing techniques based on the mathematical morphology method was developed to detect cracks in concrete structures. In the developed system, the image combining technique of reconstructing multiple images as an entire single image considering efficient management of analysis results was applied as an additional module. The developed system was verified through a field test with the cracked concrete culvert and the crack width of 0.2 mm was able to be detected in the 40m span. In the image analysis, the difference between calculated crack width and actual crack width were less than 0.08mm. For image combination in the stitching test of pattern images, the stitched image was identical with the original picture of entire subject in the visual perception level.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.124-124
• /
• 2023

본 연구에서는 태풍의 이동속도(TS), 상륙각도(LA) 및 연안 지형이 최대 해일고(MSH)에 미치는 복합적인 효과를 분석하기 위해, 이상적인 시나리오와 실제 규모의 사상에 대한 수치모의를 수행였으며. 이를 통해 태풍 진행시 연안을 따라 분포하는 최대 해일고의 일반적 특성을 도출하고자 한다. Delft3D-FM의 2차원 모델을 사용하여 수치모의를 진행하였으며, 모델 도메인은 태풍의 상륙 지점을 연안 중심에 위치시켜고 16km에서 1km까지 다중 해상도 격자로 구성하였다. 가상의 태풍은 다양한 TS와 LA 조건에 따라 생성되었고, TS는 기존의 태풍 사상들의 특성을 통계적으로 분석하여 유의한 범위에서 변화하도록 설정하는 반면, LA의 경우 0도에서 180도까지 15도 간격으로 변화시켰다. 또한, 연안형상과 해저 지형도 다양한 형태를 고려하였는데 해저 지형의 경우일정수심 혹은 여러 가지 대륙붕 폭을 지닌 지형, 다중 경사 지형 등이 고려되었다. 연안형상의 경우 형태 비율로 특징 지어지는 개방 연안과 만이 고려되었다. 총 763개의 이상적인 시나리오가 모의되었으며 그 결과 연안을 따라 MSH 분포를 분석하였다. 이상적인 시나리오에서 개발된 효과의 적용성을 검증하기 위해 다양한 TS와 LA 조건에서 역사적인 태풍 매미를 기반으로 현실적인 규모의 시나리오 모의가 실시되었다. 그 결과 빠르게 이동하는 TS가 개방 연안을 따라 분포하는MSH를 증폭시킨다는 사실을 재확인하는 등, 연안지형, 태풍의 특성에 따른 최대 푹풍해이고 변화에 대한 다양한 결과를 얻을 수 있었다.