• Title/Summary/Keyword: 지하수연계해석

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Seepage-induced Face Stability of n Tunnel with Steel Pipe-reinforced Multistep Grouting (강관 다단 그라우팅으로 보강된 터널의 침투수력을 고려한 막장 안정성 검토)

  • 이인모;이재성;남석우;이형주
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.19 no.4
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    • pp.121-131
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    • 2003
  • Tunneling in difficult geological conditions is often inevitable especially in urban areas. Ground improvement and reinforcement techniques are often required to guarantee safe tunnel excavations and/or to prevent damage to adjacent structures. The steel pipe-reinforced multistep grouting method has been recently applied to tunnel sites in Korea as an auxiliary technique. In this study, the face stability with steel pipe-reinforced multistep grouting was evaluated emphasizing the effect of seepage forces. The study revealed that the influence of the steel pipe-reinforced multistep grouting on the support pressure in dry condition is not significant while there is relatively a large amount of reduction in seepage forces by adopting the technique in saturated condition. The effect of the anisotropy of permeability on the seepage force acting on the tunnel face was also estimated by conducting the coupled analysis. It was found that a higher horizontal permeability compared with the vertical one causes reduction in the seepage farce acting on the tunnel face.

Integrated Surface-groundwater Analysis in Jeju Island (제주 지역 지표수-지하수 연계 해석)

  • Kim, Nam-Won;Chung, II-Moon;Yoo, Sang-Yeon;Lee, Jeong-Woo;Yang, Sung-Kee
    • Journal of Environmental Science International
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    • v.18 no.9
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    • pp.1017-1026
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    • 2009
  • In Jeju island, the surface runoff characteristics are quite different from those of inland. Most of streams show dried characteristics by means of large portion of recharge which goes to the deep aquifer. For this reason, the accurate estimation of hydrologic components by using watershed model like SWAT is very difficult. On the other hand, the integrated SWAT-MODFLOW model is able to simulate the complex runoff structure including stream-aquifer interaction, spatial-temporal groundwater recharge and so on. The comprehensive results of Pyoseon region in Jeju island show that the amount of groundwater discharge to stream is very small, but it might be added to the discharge into the sea. Statistical analysis shows that SWAT-MODFLOW's results represent better than SWAT's. Also, SWAT-MODFLOW produces a reasonable water budget which shows a quite similar pattern of observed one. This result proves that the integrated SWAT-MODFLOW can be used as a proper tool for hydrologic analysis of entire Jeju island.

A study on hydraulic back analysis for an urban tunnel site and stability analysis based on hydro-mechanical coupling analysis (도심지 터널 용출수 발생구간에서의 수리 역해석 및 수리-역학 연계해석을 통한 안정성 해석 연구)

  • Park, Inn-Joon;Song, Myung-Gyu;Shin, Uyu-Soung;Park, Yong-Su
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.10 no.4
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    • pp.397-404
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    • 2008
  • Excessive amount of groundwater flowed into tunnel, while constructing Incheon international airport railway. Tunnel passes under subway line no. 2 with only 1.76 m below. To protect the existing structure, TRcM excavation method was applied. As station and construction shaft are already constructed, which are located back and forth of TRcM section, 86.4 ton per day of groundwater inflow is against expectation. To identify mechanism of excessive water inflow, hydraulic back analyses were performed. Then, hydro-mechanical coupled analysis were also performed with the hydrogeologic parameters identified, whose results are investigated for checking the stability of adjacent structures to the tunnel under construction. And a number of mechanical analyses were also performed to check the hydro-mechanical coupling effect. The result from the mechanical analysis shows that subsidence and tunnel ceiling displacement will be 0.85 mm and 1.32 mm. The result of hydro-mechanical couple analysis shows that subsidence and maximum tunnel ceiling displacement will be 1.2 mm and 1.72 mm. Additional displacements caused by groundwater draw down were identified, however, displacement is minute.

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Stochastic Continuous Storage Function Model with Ensemble Kalman Filtering (I) : Model Development (앙상블 칼만필터를 연계한 추계학적 연속형 저류함수모형 (I) : - 모형 개발 -)

  • Bae, Deg-Hyo;Lee, Byong-Ju;Georgakakos, Konstantine P.
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.42 no.11
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    • pp.953-961
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    • 2009
  • The objective of this study is to develop a stochastic continuous storage function model for enhancement of an event-oriented watershed and channel storage function models which have been used as an official flood forecast model in Korea. For this study, soil moisture accounting component is added to the original storage function model and each hydrologic component, such as surface flow, subsurface flow, groundwater flow and actual evaportranspiration, is simulated as a function of soil water content. And also, ensemble Kalman filtering technique is used for real-time assimilation of measured streamflow from various stream locations in the watershed. Therefore the enhanced model will be able to simulate hydrologic components for long-term period without additional estimation of model parameters and to give more accurate and reliable results than those from the existing deterministic model due to the assimilation of measured streamflow data.

Hydraulic and structural interaction of a double-lined tunnel lining due to drainhole blockings (이중구조 라이닝의 배수공 막힘에 따른 수리-역학적 상호작용)

  • Shin, Jong-Ho;Nam, Taek-Soo;Chae, Sung-Eun;Yoon, Jae-Ung
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.11 no.3
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    • pp.243-254
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    • 2009
  • Tunnel problems relate to pore water pressure generally occur due to the restriction of groundwater flow into the tunnel which is generally caused by the deterioration of drainage systems. Previous studies have identified the problem as combined mechanical and hydraulic interaction occasions. In this study, detrimental effects of pore water pressure on the lining were investigated using the finite element method considering deterioration of the drainage system. Particularly, double-lined linings with drain-holes are considered. Deterioration of drainage system is represented as blockages of drain-holes. It is identified that the secondary lining ran be influenced by the deterioration of drainage system. It is shown that a tunnel with all drain-holes blocked moved upward, and unbalanced drain-hole blocking may result in torsional behavior of the tunnel which causes significant damages to the secondary linings.

Application of K-BASINRR developed for Continuous Rainfall Runoff Analysis to Yongdam Dam Test Bed (장기유출해석을 위하여 개발된 K-BASINRR의 용담댐 시험유역 적용)

  • Kim, Yeonsu;Jung, Ji Young;Noh, Joonwoo;Kim, Sung Hoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.211-211
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    • 2017
  • 장기유출해석 모델은 수자원의 안정적인 확보와 이용, 유역단위 기초자료 조사관리 등을 위하여 수자원 장기종합계획 및 전국유역조사사업 등에 활용되고 있다. 주로 국외에서 개발된 모형이 활용되고 있어, 국내의 여건에 맞추어 편의성이 개선된 모형을 찾는 것은 매우 어려운 일이다. 또한, 유출해석을 수행하기에 앞서 지속적으로 업데이트된 모델에 대한 객관적인 평가를 수행한 사례는 드물다. 따라서, 본 연구에서는 국내에서 주로 활용되고 있는 장기유출해석모델(TANK, SWAT, SSARR, PRMS 등)에 대한 비교검토를 토대로 각종 사업과의 연계성, 계산의 효율성, 정확도 등을 고려하여 USGS에서 개발한 PRMS v.4.0.2를 기반으로 국내유역에 활용이 가능하도록 개선한 $K-BASIN^{RR}$ 및 입력자료 전처리기를 개발하였다. PRMS 모형은 융설 및 지하수 흐름 등 다양한 기능을 포함하여 강우유출 분석에 활용성 높은 모형으로 평가받고 있으나, 국내 OS환경 및 활용 단위계에서 활용성이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 소스코드 개선 및 GUI구축을 통하여 PC 환경에서 구동이 쉽도록 재구성하였고, 사용자 편의성 확보를 위한 입력자료 전처리기를 개발함으로써 수자원단위지도 3.0, 임상도 재분류 테이블, 토양도 재분류 테이블의 DB화 및 모형의 구동을 위한 HRU분할, 입력자료 생성이 가능하도록 하였다. 매개변수 최적화를 위하여 하천 유량뿐만 아니라 기저유출량을 대상으로 Monte-Carlo 시뮬레이션 기반의 매개변수를 최적화 기능을 탑재하였다. 개발된 모형의 적용성 평가를 위하여 용담댐 시험유역을 대상으로 11년 간(2005-2015)의 강우 및 온도자료를 입력자료로 활용하여 모의한 결과 샘플의 개수에 따라 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency)를 0.9까지 추정이 가능함을 파악하였다. 또한, 유출량과 기저유출에 대하여 동시에 최적화를 수행하는 경우 NSE를 유출량에 대하여 0.8, 기저유출량에 대하여 0.6까지 추정이 가능하였다. 최적화된 모의 결과에 대한 검토를 위하여 계산증발산량을 측정증발산량과 비교한 결과, 유사한 패턴을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 $K-BASIN^{RR}$을 활용하는 경우 장기유출해석 업무에 효율성 및 정확도를 향상할 수 있을 것으로 판단된다.

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A Numerical Study on the Flow Characteristics of Grouts in Jointed Rock (절리암반에서의 주입재 유동특성에 관한 수치해석적 연구)

  • 김문상;문현구
    • Geotechnical Engineering
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    • v.11 no.3
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    • pp.123-138
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    • 1995
  • To study the grout flow in jointed rock, various nurser characteristics of grout in a single joint plane and two-dperorbed. The joint plane is described as a channel nets properties of grout are considered. To deal with various prob generator and i oint network generator are used. A loss of head due to friction in laminal flow is adopted to between the grout and joint wall. The grout flow is stopped, setting time. To consider this phenomenon, the idea of maxim From the results of numerical simulation on the single jai etration of grout is confirmed. The basic principles for the ation and the selection of the grout are presented. Correlation ant and grouting pressure is defined by analyzing the effects grout flow. Finally, the grout flow around a tunnel is simulate ins grouting operation for jointed rock mass.

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Review on the buoyancy effect of the multi purpose double-deck tunnels during operation (운영중 다목적 복층터널의 부력영향 검토)

  • Kim, Ho-jong;Kim, Hyeon-ah;Joo, Eun-jung;Shin, Jong-ho
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.17 no.6
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    • pp.623-635
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    • 2015
  • Double-deck tunnels beneath the groundwater table have relatively large volume and commonly constructed as watertight tunnels. In this case, it requires to secure stability of the tunnels for buoyant force. Generally the contact force between lining and ground is sufficient to resist the buoyant force. However in the long-term the contact force could be reduced because of structural deterioration. In this study the effect of long-term buoyant force acting on the double-deck tunnel is investigated. The results has shown that the buoyant force has increased invert deformation and stress. It is indicated that the contact resilience between lining and ground needs to be kept during tunnel operation.

A Study on the Technique for Evaluating Geological Suitability about the Route of a Linear Civil Engineering Structure (선형토목구조물에 대한 지질학적 측면 노선의 적정성 평가기술)

  • Hwang, Hak-Soo;Moon, Sang-Ho;Kim, Yong-Il;An, Dong-Kwang;Ha, Sung-Ho;Song, Moo-Young
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.18 no.4
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    • pp.501-509
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    • 2008
  • It is very important in designing civil engineering structures that the quantification of geological informations must be carried out in terms of importance. In this study, the geological informations are quantified and evaluated using analytic hierarchy process (AHP). A professional group was organized with 30 people in the field of civil engineering, transport, and geology. On the assumption that the civil engineering structure is linear such as highway or railroad, a survey of the group in terms of geological and hydro-geological elements has found that the hierarchy structure is composed of four levels. And fault structure is a primary factor which causes the stability of a linear civil engineering structure. The importance of geological items are arranged with fault (0.456), foliation/bedding plane(0.l65), lineation(0.144), ground water(0.124), and rock type(0.111).

남북공유하천의 문제점과 협력 방안_2주제: 임진강 유량감소와 대응 방안

  • Song, Mi-Yeong;Lee, Gi-Yeong;Baek, Gyeong-O
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.646-646
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    • 2015
  • 임진강은 북한지역이 유역면적의 60%에 달하고 2000년대 초부터 북한의 4월5일 댐과 황강댐과 남한의 군남과 한탄강 홍수조절지로 인해 물의 흐름과 강의 모습이 급격히 변화하고 있다. 기후변화 측면에서도 한반도 중부지역으로 기온 증가와 계절별 유출량, 특히 봄철의 유출량 감소가 전망되는 지역이다. 임진강 본류 유량 감소는 북한 측의 영향은 자료가 전무하고, 남측에서는 횡산, 군남 등 일부 수위표 자료만이 가용한 수준이다. 현재까지 자료로 보면, 2014년에 연강수량이 예년의 50% 수준이었던 점이 본류 유량 감소의 주 원인이었고, 다른 원인은 군남 홍수조절지의 저류 수준이 그 직하류 유량 변동에 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 유량감소 영향은 2014년 장단반도 일대 파주지역에서 가장 극심하였고, 유량 감소와 연동된 염도 변동이 가중되면서 모내기철 농업용수 공급이 어려웠다. 유량 감소 피해는 농업보다 어업분야에서 그 체감 정도가 극심하였고 경제적 피해도 심각했다. 체감하는 주민들 대부분은 댐 건설 이후 하도와 수변의 침식과 퇴적 등 하천의 역동성이 변화함을 느끼고 있고, 그로 인해 어업과 수생태계가 지속가능성하지 않을 거라는 우려가 팽배해 지고 있다. 지금까지 파악된 임진강 유량 감소의 수준과 피해 정도가 앞으로 어떻게 변화될지, 그 수준, 심각성, 경제적 피해와 환경적 가치나 서비스 제약 등에 대해 면밀한 검토가 필요하다. 하천의 흐름이 단절, 변경되어 야기되는 직간접적 변화를 인정하고 이를 지속가능하게 보완할 방안이 논의되어야 할 시점이다. 무엇보다 수환경과 수생태계의 변화 정도를 파악하기 위한 장기모니터링이 절실하고 그 결과의 해석을 통해 새로운 대안을 모색해 나가야 할 것이다. 2014년 혹은 그보다 심각한 강우량 감소 재현을 대비하고, 기후변화와 남북한 문제까지를 고려한 임진강 관리가 필요하다. 단기적으로는 농업용수 공급을 위해 하천 본류는 물론 가용한 저수지, 지하수 등 대체 자원을 적극 활용하는 등 비상급수체계를 운영해야 한다. 그러나 기후변화 등 장래 여건이 수량 압박을 가중할 것을 고려, 유역의 용수수급과 변동성에 대한 재평가가 시급하다. 보다 면밀한 평가는 횡산, 군남 등을 포함한 남북유역의 상황을 장기모니터링하고 북한 지역의 기초 자료 확보를 위한 여건을 마련해야 한다. 보다 합리적 분석을 위해 임진강 수계와 유역을 국가하천에서 국제하천으로 격상하는 방안이나, DMZ와 연계한 남북공유 하천으로 관리하는 등의 새로운 대안이 절실하다. 국제수로협약 등을 통해 접경지역의 하천관리를 공동으로 하고 있는 외국 사례의 시사점도 접목해 볼 필요가 있다. 무엇보다 임진강 관리를 좀 더 제도적 틀안에서 확립해 가기 위해 지역정부로서의 경기도, 중앙정부 주체로 국토부와 통일부가 보다 협력적인 관계 정립과 역할 배분을 논의해야 한다.

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