• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.909-914
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• 2008

미세-점착성 퇴적물로 구성되는 퇴적저면의 침식특성을 해석하기 위해, 고령토 퇴적저면에 대한 침식실험이 환형수조를 이용하여 수행되었다. 현재, 퇴적저면의 침식특성 연구에 대한 국내사례는 전무한 실정으로, 본 연구는 퇴적저면에 대한 침식실험 방법 및 결과의 타당성 검증을 목적으로 한다. 이를 위하여, 본 연구에서는 압밀시간 조건에 따라 4가지의 서로 다른 퇴적저면이 조성되었고, 각 저면별로 저면깊이에 따른 저면밀도의 변화가 우선적으로 정밀 측정되었다. 각 퇴적저면별 침식실험으로부터는, 바닥전단응력(${\tau}_b$)의 변화에 따른 저면 침식깊이(즉, 수층 부유사 농도)의 변화 측정을 통하여, 저면깊이에 따른 저면전단강도(즉, 침식한계전단응력, ${\tau}_S$)의 변화 값들이 정량적으로 분석되었으며, 최종적으로 잉여전단응력(${\tau}_b-{\tau}_S$)과 침식률 간의 관계식이 산정되었다. 퇴적저면 침식특성에 관한 과거 해외 연구 결과와의 비교 검토를 통하여, 본 연구에서 사용 혹은 적용된 실험장치, 실험 방법 및 실험결과가 타당성이 있음이 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.21-21
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• 2022

충적하천의 하상과 제방은 흐름에 의해 쉽게 침식되는 사립자들로 구성되어 있다. 흐름이 더욱 강해지면 커다란 입자들도 움직이게 되고 더욱 커지면 결국 모든 입자들이 움직인다. 이렇게 흐름에 의해 하상과 제방을 구성하는 사립자들이 움직이기 시작하는 상태를 한계운동이라 하며, 이때의 흐름조건을 한계조건이라 한다. 한계조건은 이동상 수리학의 시작으로, 이때부터 흐름은 물과 유사의 혼합이라는 이상류가 되어 순수한 물의 흐름보다 더 복잡하게 된다. 개수로는 관수로와 달리 반드시 자유수면이 있으며, 따라서 물과 공기와의 마찰은 상대적으로 매우 작으므로 개수로의 전단응력 분포는 관수로와 달리 근본적으로 비대칭이다. 따라서 전단응력은 수로 바닥이나 측벽에서만 작용하게 된다. 한계조건은 이러한 추상적인 의미에 앞서 바닥이 침식되지 않는 하도나 수로의 설계 등에 기본적인 자료가 된다. 개수로에서 경계면의 전단응력을 힘으로 표시하는 것을 통상 소류력이라 하며, 개수로 경계면에서 전단응력의 분포도; 이른바 단면의 평균 전단응력의 개념을 도입하여 해석하고 설계기준으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 건설기술연구원 하천실험센터의 급경사수로에서 연구를 진행하였으며, 기존 연구를 바탕으로 제작된 소류력 측정장치를 이용하였다. 하천의 설계나 평가에 적용되는 평균 소류력 개념은 복잡한 난류흐름에서 평가지표로써 대표하기 힘들기 때문에 유사 하천환경의 바닥에서 발생하는 소류력을 직접 측정하고자 연구를 진행하였고, 연구결과를 기존의 소류력 산정방법과 비교하였다. 본 연구에 사용된 장치는 실규모 실험을 위해 제작되었으며, 실규모 적용성 검토를 위해 실험실에서 충분한 검증실험을 거친 후 실규모 실험에 적용하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.473-482
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• 2008

본 연구의 목적은 최근 끝막이 공사가 완료된 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성을 정량적으로 분석하는 것이다. 침식실험은 국내 최초로 제작되고 그 타당성이 검증된 전북대 환형수조를 이용하여 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행되었으며, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식한계전단응력 및 침식률계수가 정량적으로 산정되었다. 한편, 일반적으로 점착성 퇴적물의 침식특성은 퇴적물의 물리.화학적 기본특성에 따라 크게 변화하므로, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 이러한 특성 또한 조사되었으며, 이와 연계하여 침식특성이 해석되었다. 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 경우에, 저면밀도 $1.17{\sim}1.34g/cm^3$ 범위에서 침식한계전단응력은 $0.26{\sim}0.52N/m^2$로 로그함수적으로 증가하였으며, 침식률계수는 $14.28{\sim}6.02mg/cm^2\;hr$ 범위로 지수함수적으로 감소하였다. 산정된 침식 매개변수들은 타 지역 점착성 퇴적물과 또한 비교/분석되었으며, 그 값은 정량적으로 지역마다 크게 다른 것으로 나타났다. 특히 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식한계전단응력은 군산해역 퇴적물보다는 크며, 시화호 퇴적물과는 유사한 것으로 나타났으며, 반면에 새만금 인공호 퇴적물의 침식률계수는 군산해역 퇴적물보다는 작은 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.531-545
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• 2013

본 논문은 군산항의 유사퇴적 현상을 정량적으로 파악하고 그에 합리적인 대책을 마련하는데 활용하기 위해, 잘 알려진 EFDC 3차원 유사이송모형을 기초로 군산항의 퇴적고를 효율적으로 계산하기 위한 EFDC KUNSAN_SEDTRAN MODEL(2012)의 적용성에 대해 고찰하였다. 본 모형은 금강하구수리현상변화조사 보고서(Gunsan Regional Maritime Affairs and Port Office, 2004)의 여러 현장 관측치를 가지고 검정 및 검증을 수행했다. 검정 및 문헌조사를 통해, 본 모형의 점착성토사 침강속도(WS, Settling velocity), 퇴적한계전단응력(TD, Critical deposition stress), 기준침식률(RSE, Reference surface erosion rate), 침식한계전단응력(TE, Critical erosion stress)은 각각 2.2E-04m/s, 0.20 $N/m^2$, $0.003g/s{\cdot}m^2$, 0.40 $N/m^2$으로 확인되었다. 그리고 모형의 적용성을 검토하기 위해, 군산항의 13정점의 퇴적고(71일) 및 내항과 외항 정점의 부유사농도(15일)의 모형 계산치와 현장 관측치를 비교 검토했다. 그 결과 퇴적고 계산을 위한 모형의 적용성은 NSE계수가 0.86, 부유사농도 시간평균 상대오차(RE)가 23%로 평가되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권2호
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• pp.119-128
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• 2005

미세-점착성 퇴적물의 침식률 산정을 목적으로 국내 최초로 환형수조가 제작되었으며, 수조의 성능, 실험 방법 및 결과 등에 대한 타당성 검증을 목적으로 고령토를 이용한 침식실험이 수행되었다. 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 총 4회의 실험이 수행되었으며, 이 결과로부터 점착성 퇴적물의 침식한계 전단응력과 침식률 계수가 산정되었다. 기존의 타 연구결과와의 비교$\cdot$검토를 통하여, 본 연구에서 특수 제작된 환형수조는 성능상에 문제가 없음이 간접적으로 확인되었으며, 균일저면의 제작과정을 포함하는 침식실험 방법 및 실험 결과의 타당성이 입증되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.125-135
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• 2008

본 연구의 목적은 금강하구의 표층에 분포하는 점착성 퇴적물의 침식매개변수를 정량적으로 산정하는 것이다. 또한 본 연구는 침식매개변수들의 금강하구역 내에서의 지엽적 계절적 변화에 대한 조사와 타 지역 분석 결과와의 비교/분석을 통한 공간적 변화에 대한 조사를 포함한다. 점착성 퇴적물의 침식특성은 기본적으로 퇴적물 자체의 물리 화학적 특성에 의해 크게 영향을 받으므로, 본 연구는 또한 퇴적물의 이러한 기본특성이 침식특성에 미치는 영향에 대한 정성적 분석을 포함한다. 침식실험은 전북대 환형수조를 이용하여 균일저면 조건하에서 수행되었으며, 저면밀도와 바닥전단응력을 변화시키면서 총 16회의 실험이 수행되었다. 실험결과에 따르면, 금강하구역 점착성 퇴적물은 저면밀도 $1.14{\sim}1.38g/cm^3$ 범위에서 침식한계전단응력(${\tau}_{ce,s}$)은 $0.19{\sim}0.41N/m^2$, 침식률 계수(${\varepsilon}_{M,s}$)는 $54.26{\sim}7.70mg/cm^2{\cdot}hr$ 범위의 값을 갖는 것으로 나타났다. 또한 산정된 침식 매개변수들은 타 지역 점착성 퇴적물과 비교시 정량적으로 그 값이 크게 다른 것으로 나타났으나, 금강하구역 내에서의 지엽적/계절적 변화는 미미한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.25-34
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• 2016

현재 우리나라에서는 해저케이블 또는 해상구조물 기초부, 흙댐, 도로공사 등의 성토재료로 이용된 다짐풍화토에서 침식(Erosion)으로 인한 사면의 불안정성, 오래된 상 하수관이 누수되거나 파열되어 발생하는 도심지 싱크홀 등의 문제가 발생하고 있다. 이와 같이 건설재료로 많이 이용된 풍화토는 지하수 및 지표수 흐름이 발생할 때 다양한 입자 크기의 점토, 실트 및 세립의 모래들과 함께 침식되거나 세굴 되어 소규모 공동을 형성하며, 일단 침식이나 세굴이 발생되기 시작하면 점차 침식율이 증가하게 되어 급격한 파괴에 도달한다. 본 연구에서는 회전식 수리저항성능 실험기(RCT)를 이용하여 다양한 상대밀도와 선행압밀압력으로 압밀된 다짐화강풍화토의 수리저항성능을 평가하였다. 또한 회전으로 인하여 일정하게 세굴되지 않은 시료의 단면해석을 위해 영상처리기법을 도입하였다. 연구결과 침식으로 인하여 시료의 형상이 일정하지 않는 경우, 계산된 임계전단응력에 큰 오차가 발생되는 것으로 확인되었으며 제안된 영상처리기법으로 보정된 반지름을 이용할 경우보다 정확한 한계 및 임계전단응력 계산이 가능한 것으로 나타났다. 또한 상대밀도와 선행압밀압력이 증가할수록 한계전단응력은 증가하나 임계전단응력은 선행압밀하중 증가에 의한 효과는 크지 않은 것으로 나타났으며, 선행압밀압력에 의한 응력이력보다는 초기 상대밀도의 효과가 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.581-585
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• 2007

본 연구는 시화호 표층에 분포하는 점착성 퇴적물의 침식특성을 정량적으로 산정하고 산정된 침식특성의 지엽적 변화 및 타 지역 침식특성 결과와의 비교/분석을 통한 공간적 변화 해석을 목적으로 환형수조를 이용한 침식 실험을 수행하였다. 또한 퇴적물 자체의 물리 화학적 특성 및 해수 특성이 침식특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 시화호 점착성 퇴적물에 대한 물리 화학적 특성 및 해수 특성에 대한 분석이 수행되었다. 침식실험은 균일저면 조건에서 3개 지점에 대해 지점별로 $5{\sim}7$회씩 총 17회의 실험이 수행되었으며, 본 연구를 통하여 도출되어지는 시화호 점착성 퇴적물의 침식특성 매개변수들은 시화호 해역에서의 수층 탁도 분포 및 세굴/퇴적량 산정 등을 위한 수치모형실험 시에 기초 입력 자료로 크게 활용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.323-331
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• 2006

지반의 저항인자인 침식특성을 정량화하여 이를 세립토 지반의 세굴심 산정에 반영하는 것은 세계적인 추세이다. 이러한 노력의 일환으로 국내에서 많은 장대 해상교량이 계획 또는 시공되고 있는 서해안 지역 세립토 지반의 침식특성을 실험을 통해 분석하였다. 대상지역으로는 인천대교 현장, 강화 초지대교 현장, 환경교 현장, 군산 장항지구 등 4곳을 선정하였으며, 총 34개의 불교란시료를 채취하여 세굴률 실험을 수행하였다. 지반의 침식능을 나타내는 한계전단응력은 지반의 비배수전단 강도와 비례하는 경향을 보였으며, 점성을 가진 세립토가 세굴에 대한 저항이 보다 큰 것으로 나타났다. 실험을 통해 지역별 침식특성을 분석 및 체계화하여 서해안 지역 장대교량 건설시 보다 정확한 세굴심도 산정 및 기초 설계를 위한 기초자료로 제공하고자 한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.283-293
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• 2006

본 연구의 목적은 금강 하구역 표층에 분포하는 점착성 퇴적물의 침식특성을 정량적으로 산정하고, 그 침식특성의 계절적 변화와 타 지역 침식특성 결과와의 비교/분석을 통한 공간적 변화를 해석하는데 있다. 또한 점착성 퇴적물의 침식특성은 퇴적물 자체의 물리 화학적 기본특성에 의해 크게 영향을 받으므로, 본 연구에서는 이러한 퇴적물의 기본특성이 침식특성에 미치는 영향에 대해서도 해석하였다. 침식실험은 균일저면 조건에서 1개 지점에 대해 계절별로(가을과 겨울) 4회씩 총 8회의 실험이 환형수조를 사용하여 수행되었으며 그 결과 저면밀도 $1.15{\sim}1.34g/cm^3$ 범위에서 침식한계전단응력(${\tau}_{ce.s}$)은 $0.12{\sim}0.36N/m^2$, 침식률 계수(${\varepsilon}_{M.S}$)는 $120.91{\sim}6.72mg/cm^2{\cdot}hr$ 범위의 값을 갖는 것으로 확인되었으며, 산정된 침식특성 매개변수들은 다른 점착성 퇴적물(Okeechobee호, Kaolinite)과 비교해 정량적으로 상당한 차이를 보였으나 금강 하구역 내에서의 계절적 변화는 미미한 것으로 나타났다.