• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.129-138
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• 2008

차수성이 요구되는 제체나 댐체에 대하여 안정성을 판단하고자 할 경우 파이핑 현상발생 여부를 검토한다. 제체나 댐체는 층 다짐을 수행하면서 축조되므로 투수성은 수평방향 투수계수($k_x$)와 연직방향 투수계수($k_y$)가 서로 다른 이방성이 될 수 있다. 본 연구에서는 여러 가지 투수계수 비(k-ratio=$k_y/k_x$k)에 따른 침투해석을 수행하여 유출동수경사와 침투유속을 파악하고, 이론식에 의한 한계동수경사와 경험식에 의한 한계유속과 각각 비교.검토하여 파이핑에 미치는 영향을 검토하였다. 연구결과 투수계수 비는 한계동수경사 개념으로 파이핑 현상발생에 대한 안정성을 검토할 경우 매우 중요한 요소로 작용하나, 한계유속 개념에 대해서는 상대적으로 중요도가 매우 낮은 것으로 확인되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.25-32
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• 2006

방조제 공사는 바다를 막아 바닷물의 흐름을 차단해가는 과정으로 육상공사와는 달리 수심이 깊고 파랑이 심한 바다에서 이루어지는 공사이기 때문에 축조재료의 유실이 많고 심할 경우 방조제가 붕괴되는 위험이 큰 공사이다. 특히, 방조제의 끝막이 단면은 대규모 사석과 돌망태 등을 이용하여 시공하므로, 구성 재료가 불규칙하고 간극이 크기 때문에 일반적인 지반내의 침투흐름보다 상당히 빠른 침투가 발생된다. 본 연구에서는 방조제 끝막이 후 축조된 사석단면과 후속공정을 통하여 축조되는 방조제단면에 대한 실내 침투모형시험을 수행하여 침투거동을 예측 및 분석하였다. 다양한 조위변화를 재현하여 근고공 필터매트 시공에 따른 사석단면내의 유속변화, 침윤선 분포 등을 계측하여 침투거동을 분석하였다. 실내 침투모형시험 결과, 끝막이 사석단면의 침투유속은 최대 1.7m/sec 발생하였으며, 근고공 필터매트 시공에 따라 최대 침투유속이 23.7% 감소하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.220-224
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• 2009

제방을 설계하거나 기존제방의 안정성검토를 위해서는 제방의 침투해석이 필요하며, 외국에서와 같이 대규모하천이 대부분인 곳에서는 댐에서와 같이 정상침투해석을 하고 있으나 우리나라와 일본하천의 경우는 홍수지속시간이 짧아 설계홍수파형을 정상상태로 해석할 경우에는 과대한 외력을 주게되므로 시간에 따른 수위변화를 고려한 비정상 침투해석을 하여야한다. 이 경우 하천수위에 대한 홍수파형이 필요하나 국내에서는 명확한 기준이 없어 설계시 어려움이 많았다. 본 연구에서는 부정류 침투해석에 사용되는 설계홍수파형을 유도하기 위하여 수위자료가 양호한 낙동강 수계 진동 등 5개 수위관측지점의 과거 주요홍수에 대해 지속시간별 홍수위를 조사하여 무차원화시킨 후 통계적 확률적 처리를 통하여 설계홍수파형을 작성하였다. 작성된 홍수파형의 적정성은 과거 발생한 원홍수사상과 금회 유도한 설계홍수파형을 이용하여 침투해석을 시행하고 적정성을 분석하였다. 동수경사법과 한계유속법에서 오차는 각각 진동 0${\sim}$1.0%, 0.9${\sim}$1.1%, 현풍 1.6${\sim}$4.0%, 1.7${\sim}$4.1%, 왜관 0.6${\sim}$3.6%, 0.6${\sim}$3.7%, 낙동 2.0${\sim}$8.1%, 2.0${\sim}$8.1%, 정암 1.2${\sim}$9.8, 1.3${\sim}$9.9%로 나타났다. 상관성 ($R^2$)은 동수경사 0.983${\sim}$0.999, 한계유속 0.983${\sim}$0.999 정도로 매우 상관성이 높게 나타나 실무에 적용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1249-1253
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• 2007

제방은 제내지에 거주하는 인간의 재산과 삶을 방어하고, 홍수를 제어하는 가장 기본적인 수공구조물이다. 제방파괴 원인은 월류, 활동, 침식, 그리고 침투 등으로 분류되어 질 수 있다. 특히 간극수압에 의해 발생하는 침투는 제방 내부침식(internal erosion) 및 파이핑(piping) 등을 야기함으로서 제방파괴를 유도한다. 침투에 의한 제방파괴는 월류나 침식에 의한 제방파괴 유형보다 상대적으로 적으나, 다른 제방파괴 원인을 더욱 활성화 시키는 인자로 작용한다. 도시하천의 경우 높은 치수안전도를 적용하여 제방을 축조함에 따라 월류에 의한 붕괴보다 강우와 하천수의 복합요인에 의한 침투파괴가 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 침투와 활동에 대한 안전성을 확보할 수 있는 침투보강기법인 단면확대기법에 대한 적용성 및 유의사항을 수치모의를 통해 검토하였다. 제방 비탈면 경사를 1:2 확대할 경우, 침투유속이 70 %정도 감소되는 것을 확인하였다. 그러나 단면확대기법은 홍수시 통수능과 제내지의 부지 확보 문제 등을 고려하여 적용하여야 하며, 도시하천에서 단면확대기법을 적용하는 데는 일정부분 한계를 가질 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.161-169
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• 2011

본 연구는 여과와 침투기작을 이용한 개선된 여과형 시설의 비점오염물질 처리효율을 평가하고자 수행되었다. 저감시설은 지리학적 기후학적인 인자를 고려하여 기존의 저감시설의 단점을 보완하여 설계되었다. 저감시설의 처리효율 평가는 실험실 규모로 수행되었으며, 3가지 유형의 유속[초기강우(120 mL/min), 일반적인 강우(242 mL/min), 집중호우(500 mL/min)]을 적용하여 실험을 진행하였고, 이를 통하여 수질 분석 및 물수지를 산정하였다. 실험결과, 저감시설의 입자상 물질 제거 효율은 90%이상으로 높게 분석되었다. 3가지의 유속변화 실험 중, 집중호우의 경우에서 11~91% 범위로 낮은 제거효율을 보였는데, 이는 다른 유속에 비해 짧은 체류시간을 갖기 때문으로 판단된다. 또한 저감시설의 물수지 산정결과 침투량은 유출량의 약 1%에 불과하여 향후 저감시설 설계 시, 침투를 증가시키기 위해서 시설하부의 토양치환 등을 통한 침투량 및 저류량을 증가시킬 수 있는 기술적 접근이 필요하며, 이는 오염물질의 저감에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.247-256
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• 2012

본 연구는 다층지반으로 구성된 방조제의 침투변화에 따른 안정성을 검토하기 위하여 현장조사와 역해석 방법으로 투수계수와 침투수량을 결정하고, 제체의 변형량과 유실량 측정을 위하여 침투모형시험을 수행하여 가장 합리적인 수치해석 방법을 결정하였다. 검토결과 방조제는 다층지반구조물로 투수계수 차이에 의해 바닥보호공과 성토체 경계부에서 유실이 발생하고 이로 인해 방조제의 변형이 발생한다는 것을 예측할 수 있었다. 한편 침투모형 시험에 대한 수치해석결과 한계유속에 의한 방법은 실측치가 해석값보다 작게 나왔으나 그 경향이 유사하여 실제 단면에 적용 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.63-72
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• 2005

해안매립 및 방조제 공사 시 바닥사석은 장비의 이동성 및 현장 시공성을 개선하기 위하여 포설된다. 그러나 공사완료 후 이러한 바닥사석층은 상부 구조물에 치명적인 침투피해의 원인으로 작용하나 이러한 바닥사석층에 대한 침투특성이 규명되지 않아 바닥사석층이 있는 구조물의 정확한 침투거동 파악이 곤란하다. 보통 사석층내의 침투는 Non-Darcy 흐름으로 알려져 있지만, 성토층 등 지중에 매설된 사석층 내의 침투는 Darcy 흐름 또는 Non-Darcy 흐름인지는 아직까지 명확히 파악되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 성토지반에 매설되어 있는 사석층의 침투특성을 파악하기 위하여 수치해석, 실내모형실험, 현장조사 등 다각적인 방법으로 접근하였다. 그 결과 성토지반내 사석층의 침투는 Darcy 흐름으로 가정하고 유도한 해석모형에 의해 계산한 침윤선과 실내모형에서 실측한 침윤선을 서로 비교한 결과 $95\%(\alpha=0.05)$ 신뢰구간에서 유의성이 있었으며, 실내모형실험에서 구한 유속에 대한 레이놀즈 수가 10미만의 층류이고, 유속과 동수경사가 비례관계로 나타났다. OO 방조제를 대상으로 바닥사석층까지 보링을 하고 측정한 투수계수와 동수경사로부터 계산한 Darcian 유속에 대해서는 레이놀즈 수가 $1\~6$ 범위의 층류로 나타났다. 이상의 결과로 보아 성토지반에 매설되어 있는 사석층내의 침투는 층류의 Darcy 흐름일 가능성이 높다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2773-2778
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• 2012

콘크리트댐 하부지반에서의 침투시 유선망 특성을 파악하고자 다양한 흐름조건에 대하여 유한차분식을 정식화하고 해석에 적용하였다. 댐하부에 차수벽이 없는 경우 불균질 지반에서의 등수두선에 있어서는 투수계수가 상대적으로 큰 영역에서 등수두선의 경사가 크게 된다. 댐하부지반의 좌측에서 우측으로의 침투에 있어 차수벽을 댐의 중앙 하부와 좌측 끝단 하부에 설치하는 경우에 대하여 침투해석을 실시하였다. 해석결과를 통해 볼 때 하류측 차수벽면을 따르는 흐름에 있어 차수벽을 좌측에 설치한 경우의 유속이 차수벽을 중앙에 설치한 경우의 유속에 비하여 감소함을 알 수 있고 차수벽 우측지반내의 흐름에 있어서는 차수벽을 좌측에 설치한 경우의 유선이 상대적으로 수평선에 가깝다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1253-1263
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• 1994

수평흐름에 의한 제체내의 비정상침투류를 실험을 통하여 구명한 것으로 흐름의 속도와 수위의 변동에 따른 제체내에서의 침투류영향을 고려하므로써 하천제방의 안정성증대에 목적을 두었다. 실험은 투수계수가 서로 다른 3가지 모델($K_1=3.52{\times}10^{-1}cm/sec$, $K_2=1.94{\times}10^{-1}cm/sec$, $K_3=4.19{\times}10^{-2}cm/sec$)에 대하여, 각기 흐름의 속도를 60, 70, 80, 90 cm/sec로 변화시키고 동시에 수위를 상승 또는 하강시키는 방법으로 제체내에 발생하는 수위변화를 실험을 통하여 분석하였다. 분석결과 제체내의 침투현상은 제체의 투수계수가 크고, 흐름의 속도가 작을수록 유속의 변화에 따른 영향을 많이 받음을 알 수 있으며, 제외지 수위의 상승과 강하에 따른 배면부 및 표면부에서의 수위가 유속의 영향에 따라 변화함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.229-236
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• 2002

본 논문은 실용화된 지반개량용 마이크로시멘트 및 보통포틀랜드시멘트의 주입특성에 관한 연구로서 기초물성, 고결율, 침투성과 같이 실험적으로 주입재의 입도와 다짐정도를 조정하고, 주입대상 토사지반의 투수계수를 3종류로 변화시컥 약액주입의 주요 특성을 검토한 것이다. 주입재의 적용성을 평가하기 위하여 고결성 시험 및 침투성 시험을 실시한 결과, 모형토사지반의 상대밀도에 따른 투수계수를 $10^{-4}$~$10^{-2}$cm/sec로 변화시킨 경우, 마이크로시멘트는 투수 계수 $10^{-4}$cm/sec에서 유효고결율 75%, 침투주입율 86%로서 침투성 및 고결성이 우수한 결과를 나타낸 반면, OPC는 $10^{-2}$cm/sec에서 유효고결율 및 침투주입율이 50% 미만으로서 원활한 침투주입이 될 수 없음을 알 수 있었다. 댐 기초 지반 및 연약지반의 보강을 위해 주입재의 침투성이 요구되는 경우에는 마이크로시멘트가 적용성이 매우 우수한 것으로 판단된다. 동수지중 모형시험 결과 유속이 상대적으로 느린 경우 주입압이 높을수록, 완결형 주입재가 고결효과가 우수한 반면, 유속이 빠른 경우에는 완결형의 경우 주입재의 대부분이 외부로 유출되는 등 유효고결율이 매우 낮아 고결효과가 불량함을 알 수 있었다.