• 상하수도학회지
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• 제23권5호
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• pp.655-667
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• 2009

An experimental study is performed on reducing the pollutants supplied by storm water through enhancing efficiency of SS from the detention storage tank where CSOs are kept temporarily before discharge to the receiving water system. SS removal efficiency is investigated in accordance with various conditions of the detention pond-such as its length, the existence of training wall, and the use of gravel filling. The removal efficiency is strongly affected by the detention pond's length until the critical falling distance of the suspended solids is reached. For cases where the tank has a length longer than this critical condition, the removal rate shows less sensitivity. To enhance the SS removal efficiency of tanks of shorter than the critical length, we studied alternative types of tank in which inside training walls are installed. The results showed improvement of 14 to 37% in removal efficiency in 2hours detention(2 training walls). The important factor in achieving a high SS removal rate is ensuring the critical length of the detention pond, but for the cases where the basin length cannot be guaranteed, baffles or a gravel filling scheme may be introduced to attain considerable efficiency. The results of studying and comparing different storage tank conditions show that, in terms of elimination efficiency, a storage tank with gravel filling and training walls > a storage tank with gravel filling > a storage tank with training walls > an empty tank. The experimental results should contribute to development of related further research, by empirically verifying the already assumed importance of critical falling distance, training walls, and gravel filling schemes.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.26-26
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• 2020

하천수의 수심을 유지하기 위하여 설치된 콘크리트 취수보 대신 강자갈이나 쇄석을 채움재로 하는 돌망태를 사용하게 되면 토사퇴적으로 인한 건천화나 상, 하류 수생태계 단절과 같은 문제를 어느 정도 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자갈접촉산화작용에 의한 수질개선과 공사비 절감 효과 등의 장점이 있다. 그러나 돌망태는 투수성이므로 불투수성인 콘크리트 보다 저류측면에서 불리하다. 콘크리트 취수보에서의 흐름은 보 정점의 형상, 보의 폭, 높이, 그리고 월류수심에 좌우되며, 베르누이 방정식과 연속방정식에 의해 방류량 산정식을 유도하고, 유량계수와 같은 실험상수를 결정하여 방류량을 계산한다. 돌망태 취수보의 흐름은 보의 높이, 보의 길이, 보의 상류수심 외에 채움재의 형상, 입경, 배치상태가 흐름에 영향을 미친다. 따라서 콘크리트 취수보에 적용되었던 기존의 방류량 산정식을 그대로 적용할 수 없다. 돌망태 보의 통과류는 실험상수가 포함된 비선형 수두손실방정식으로 표현할 수 있다. 실험상수는 비표면적의 크기를 의미하는 채움재의 평균동수반경와 관계되며, 평균동수반경은 채움재 입자의 형상으로 부터 구할 수 있다. 따라서 실험을 통하여 채움재 입자의 형상과 크기에 따른 실험상수와 평균동수반경의 관계를 구하면 비선형 수두손실방정식으로부터 통과류의 방류량을 계산할 수 있게 된다. 본 연구는 돌망태 취수보가 대수층함양 원수 공급시설물로서 타당한가를 평가하기 위하여 수행되었다. 콘크리트 취수보의 월류량 계산은 기존의 방류량 산정식을 이용하였으며, 돌망태 취수보는 실험상수와 평균동수반경의 기존관계식을 이용하여 통과류의 방류량을 계산하였다. 이와 같이 계산된 각각의 수심-방류량 관계로 부터 수심을 비교하였다. 동일한 유량조건에서 돌망태 취수보의 상류수심은 콘크리트 취수보보다 작게 계산되었다. 상류수심은 돌망태 채움재 입자의 크기가 작을수록 증가하여, 돌망태 취수보는 채움재의 입자크기가 작을수록 저류성능이 개선됨을 알 수 있었다. 따라서 돌망태 취수보는 채움재의 입경이 작을수록 콘크리트 취수보의 저류수준에 접근할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.15-20
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• 2019

본 연구에서는 교대에 작용하는 수평력을 저감시키는 총 11 케이스의 설계에 대한 건설비 분석을 실시하였다. 역T형 교대의 뒤채움재 개선과 토목섬유 보강재를 이용하여 교대를 보강한 철도용 보강 교대(Reinforced Abutment for Railways) 적용을 고려한 2종류의 교대 형식에 대하여 검토하였다. 첫 번째 종류의 경제성 분석에서는 역T형 교대의 배면 뒤채움 재료의 내부 마찰각을 35°에서 40°와 50°로 증가시키는 케이스를, 두 번째 종류의 경제성 분석에서는 토목섬유를 적용한 철도용 보강 교대 설계 케이스에 대한 경제성을 비교 분석하였다. 뒤채움 재료의 개선을 통해 내부 마찰각을 40° 혹은 50°로 적용할 때 교대에 가해지는 수평토압은 하중 조건에 따라 18~48% 까지 감소하였으나 교대 건설 비용 저감효과는 2.0~3.9%로 크지 않았다. 그러나, 철도 교대 구조로서 토목섬유 보강 교대를 적용한 결과 교대에 작용하는 수평력을 이론적으로 0까지 저감시킬 수 있어 교대 벽체 두께, 저판 길이 및 말뚝 기초의 수 및 재질 변경으로 최대 30%까지 건설비 저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.303-312
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• 2006

본 연구에서는 급결성 유동화 뒷채움 재료의 역학적 특성을 파악하여 토질 조건에 따른 배합비 설계 기준을 제시하고 거동 특성을 파악하는데 그 목적이 있다. 국내 토질 여건을 고려하여 사질토(SW-SM)에 자갈과 점토의 혼합비를 차별적으로 적용하여 사질토는 SP와 SW-SM, 점토는 CH, 그리고 혼합토는 SW-SM, SP-SM, SC, 그리고 GP-GM등 총 17종류의 대상토를 선정하였으며 대상토에 고결재료와 물을 혼합하여 급결성 유동화 뒷채움재로 사용하였다. 본 연구결과 고화재의 종류와 양을 차별적으로 적용하여 만든 뒷채움재는 기존의 모래로 다짐된 뒷채움재의 특징인 유지 및 보수를 위한 재굴착성 뿐만 아니라 고유동성, 굴착잔토의 재활용성 등 많은 장점들을 가지고 있어 모래 뒷채움재를 대체 할 수 있다고 판단되어 토질 조건에 따라 배합비 설계기준을 제시하고 거동 특성을 파악하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.15-23
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• 2006

지진시 중력식 안벽에 작용하는 하중성분은 벽체 관성력, 토압 그리고 수압으로 구성되어 있는데 이러한 하중성분은 배면지반의 밀도, 자갈 뒤채움 등 배면지반 조건에 큰 영향을 받게 된다. 그러므로, 본 연구에서는 배면지반의 다짐정도, 자갈 뒤채움재의 설치여부를 달리한 총 4가지 배면지반 조건에 대한 진동대 실험을 수행한 후, 중력식안벽에 작용하는 벽체 관성력, 수압 그리고 배면토압의 크기와 위상관계를 분석하였다. 그 결과 자갈 뒤채움과 지반 다짐이 과잉간극수압 발생을 억제하는데 효과적이며, 배면 동적작용력의 크기와 위상은 과잉간극수압의 크기에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 입력가속도 진폭이 0.1g 일때 전체하중에서 관성력, 전면동적수압 그리고 배면 작용력이 차지하는 비율은 각각 $64\%,\;21\%$ 그리고 $16\%$로 나타났으며 과잉간극수압의 크기가 증가함에 따라 전체합력에서 배면작용력이 차지하는 비율이 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.37-46
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• 2013

실제 토목현장에 사용되는 토사에는 크고 작은 자갈이 포함된 경우가 많으며, 특히 도로 노반공사, 흙댐, 옹벽 뒤채움재 등에 사용되는 양질의 토사에도 소량의 자갈이 포함되어 있는 경우가 많다. 이럴 경우 소량의 자갈이지만 자갈의 함유량이나 크기에 따라 흙의 건조밀도가 크게 달라질 수 있으며, 이는 건조밀도를 이용한 다짐도 평가를 부정확하게 할 수 있다. 본 연구에서는 낙동강 모래에 크기가 다른 세 종류(2.0-2.36, 3.35-4.75, 5.6-10.0mm)의 자갈을 이용하여 자갈 함유량을 0, 10, 17, 23, 29, 33%로 달리하면서 다짐몰드 내에 다짐하거나 느슨하게 공시체를 제작한 다음 자갈섞인 공시체의 건조밀도 변화를 실험적으로 연구하였다. 자갈 함유량이 33%까지 증가함에 따라 최대건조밀도(또는 건조밀도)는 자갈의 크기에 따라 다짐된 공시체의 경우 15-20%, 느슨한 공시체의 경우 20-23%까지 증가하는 경향을 보였다. 자갈 함유량과 크기가 동일한 경우 느슨한 공시체보다 다짐한 공시체의 건조밀도가 $0.1-0.16g/cm^3$ 정도 더 높은 것으로 나타났다. 자갈 함유량은 동일하지만 작은 자갈(2.0-2.36mm)을 사용한 경우보다 큰 자갈(5.6-10.0mm)을 사용한 경우의 건조밀도가 다짐한 공시체의 경우는 $0.04-0.08g/cm^3$, 느슨한 공시체의 경우는 $0.03-0.05g/cm^3$ 정도 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.75-81
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• 2000

본 연구에서는 진동대 시험을 실시하여 지진동에 대한 일반 안벽 구조물과 내진 보강된 안벽 구조물의 동적거동을 분석하고 내진보강기법의 성능을 평가하였다. 진동대 시험은 기초지반이 조밀한 경우와 느슨한 경우, 자갈 뒤채움재를 설치한 경우 그리고 내진대책공법으로 경량재 치환공법과 모래다짐말뚝 공법을 적용한 경우 등 총 5가지 시험단면에 대하여 실시하였다. 과잉간극수압, 가속도 반응 그리고 지반의 변형양상을 분석한 결과, 기초지반과 뒤채움 지반의 연약화가 안벽 구조물의 동적거동에 큰 영향을 미치며, 경량재 치환공법과 모래다짐말뚝공법이 안벽 구조물의 내진성능을 향상시키는에 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1388-1392
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• 2005

호안 Mattress/Filter는 철망구조 내에 채움재를 채운 다공성 구조로서 다양한 크기의 채움재를 사용할 수 있고 이로 인하여 다양한 공극을 형성할 수 있다. 이러한 Mattress/Filter의 다공성 구조는 통수성을 증가시키기 때문에 호안부에서 흐름의 에너지 및 유속을 감소시키며, 이로 인해서 소류력이 감소되어 호안의 침식을 완화시킨다. 또한 Mattress/filter에 사용되는 채움재는 자갈, 폐콘크리트 및 슬래그를 사용하기 때문에 표면이 거칠고 조도계수가 증가하게 되며, 호안에서의 조도계수의 증가는 유속의 감소와 소류력 감소를 가져온다. 한편 Mattress/Filter가 시공되고 수개월이 경과되어 식생발달 및 안정화가 이루어진 후에는 식생과 Mattress/Filter가 일체화되며, Mattress/Filter와 식생에 의해 조도계수의 증가 및 유속감소의 효과가 더욱 커지면서 결과적으로 소류력 감소효과는 증가하게 된다. Mattress/Filter의 다공성 구조는 호안의 통수성 및 조도계수를 증가시켜 호안부의 유속 및 소류력을 감소시키기 때문에 침식 및 식생유실을 완화시키게 된다. 시공 초기 식생이 발달하기 전에 복토된 토양의 유실 우려가 있을 경우 Mattress/Filter의 표면에 토양유실방지매트를 설치하여 복토된 토양이 유수에 의해 침식되는 현상을 방지할 수 있다. Mattress/Filter 시공후 수개월이 경과한 뒤에는 식생이 발달하여 유속 및 소류력 저감효과가 더욱 증가하며, 이로 인해서 더욱 안정된 식생군락을 형성시킬 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.861-870
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• 2020

자갈 입자로 구성된 다공성매질에서는 유속이 증가하여 레이놀즈수가 커지게 되면 흐름은 Darcy의 영역을 벗어나게 된다. 본 연구는 인공함양 유역의 소하천에 설치예정인 돌망태 보의 채움재를 통과하는 비선형적인 흐름특성을 규명하기 위하여 자갈칼럼과 돌망태모형을 이용한 투수실험을 수행하였다. 칼럼실험을 통하여 공극유속과 수리경사의 관계식과 계수를 결정하고, 수리평균반경과의 상관관계식을 제안하였다. 제안식으로 부터 계산된 공극유속과 공극유량은 돌망태모형 투수실험의 측정치와 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.23-33
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• 2015

본 연구에서는 인천국제공항 3단계 건설 사업에 포함된 지중열시스템에 대한 적정 지중열교환기 선정을 위해 현장 부지내 시스템의 열원(지중열원, 지하수), 채움재(벤토나이트, 콩자갈), 열교환 파이프 형태(U, D-U)별로 지중열교환기를 설치하여 지중열전도도, 시공성, 경제성을 평가하였다. 이를 위해 벤토나이트 그라우트에 single U형의 열교환파이프가 삽입된 일반수직밀폐형-I, 열교환 파이프의 접촉면적을 늘려 열교환율을 높이기 위해 single U형 열교환파이프를 두 개 삽입한 Double U형 일반수직밀폐형-II, 일반수직밀폐형-I의 채움재를 벤토나이트 대신 콩자갈로 적용한 개량수직밀폐형 및 SCW(standing column well)에 채움재를 넣은 함몰방지개방형(geohil)을 시험시공하였다. 초기비용에 대한 비용 비교분석결과 일반수직밀폐형-I 대비 개량수직밀폐형, 일반수직밀폐형-II의 경우 초기비용이 절감되었지만 시공성(채움재 주입, 열교환 파이프 삽입) 및 시공일수를 고려할 때 높은 경제성을 기대하기 어려우리라 판단된다. 또한 Geohil의 경우 초기 비용이 더 늘어났다.