• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.33 no.9
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• pp.5-22
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• 2017

The procedure that combines the result of infiltration analysis into stability analysis based on the limit equilibrium method is widely used to evaluate the impact of rainfall infiltration on slope stability. Accurate prediction of rainfall infiltration is essential to the prediction of landslides caused by rainfall, requires to obtain accurate unsaturated hydraulic properties of the soil. Among the unsaturated hydraulic characteristics of the soil, the importance of the soil-water characteristic curve describing the retained water characteristics of the soil is relatively well known and the measurement by test method to obtain the SWCC is gradually increasing. However, it takes a lot of time and expenses to experimentally measure the unsaturated conductivity characteristics of the soil. Therefore, it is common practice to estimate the hydraulic conductivity function from the SWCC. Although it is widely known that the SWCC has a great influence on rainfall infiltration, studies on the effect of the hydraulic conductivity function estimated from the SWCC on rainfall infiltration are very limited. In this study, we explained how the estimation model of the hydraulic conductivity function affects rainfall infiltration and slope stability analysis. To this end, one-dimensional infiltration analysis and slope stability analysis were conducted by using the data on the SWCC of weathered granite soil widely distributed in Korea. The applicability of each estimation model is discussed through review of the analysis results.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.30 no.10
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• pp.5-18
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• 2014

Many regions around the world are vulnerable to rainfall-induced slope failures. A variety of methods have been proposed for revealing the mechanism of slope failure initiation. Current analysis methods, however, do not consider the effects of non-homogeneous soil profiles and variable hydraulic responses on rainfall-induced slope failures. In this study, probabilistic stability analyses were conducted for weathered residual soil slopes with different soil thickness overlying impermeable bedrock to study the rainfall-induced failure mechanisms depending on the soil thickness. A series of seepage and stability analyses of an infinite slope based on one-dimensional random fields were performed to consider the effects of uncertainty due to the spatial heterogeneity of hydraulic conductivity on the failure of unsaturated slopes due to rainfall infiltration. The results showed that a probabilistic framework can be used to efficiently consider various failure patterns caused by spatial variability of hydraulic conductivity in rainfall infiltration assessment for a infinite slope.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.1
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• pp.53-64
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• 2012

In this study (II), the module developed in the previous study (I) has been tested on application and numerical stability. The runoff module was compared the result of analysis with two different models (FFC2Q and $Vflo^{TM}$) considering characteristic of infiltration. To examine the application and stability of developed module, runoff aspect was simulated under the variety case of rainfall intensity, effective soil depth, elapsed time. The development module was presented typical type of infiltration process looking physically, the different of saturation point on soil type, and characteristic of soil type. Also, the module was reflected in the runoff feature about rainfall intensity and time distribution. Finally, this paper drew a conclusion that result of rainfall-runoff analysis as compared with difference models (FFC2Q and $Vflo^{TM}$) has a high accuracy.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1878-1882
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• 2010

이 연구는 제방의 침투 수리모형 실험의 자료를 이용해 안전도 평가 지표 선정을 위한 자료 제공하고 향후 수행할 침투 수치모의에 필요한 보정 및 검증 자료를 확보할 목적으로 수행하였다. 제방 축조 현장에서 구한 제체재료를 사용하여 실험실에 제방축소모형을 $14.5m{\times}0.6m{\times}1.6 m$의 수조 내부에 제작하였다. 제방 사면의 경사는 1:2, 제방 저면의 길이는 4.60 m, 제방 상부의 길이는 2.40 m, 제체의 높이는 0.55 m로 제작하였다. 모형제방은 제방축조 방법과 유사하게 다짐을 하기위해 흙을 쌓으면서 0.20 m 높이 마다 다짐을 실시하였다. 다짐방법은 고무망치를 이용한 층다짐을 하였다. 들밀도실험에 의한 제방모형의 건조단위중량과 다짐도는 각각 1.71g/cm3, 93%로 측정되었다. 홍수위 증가에 따른 비정상 상태의 침투수위 측정을 수행하였다. 수리모형실험은 약 8일 동안 수행하였다. 침윤선의 수두와 위압계별 수두는 상류쪽(제외지 사면)부터 증가하기 시작하며 하류쪽(제내지 사면)로 확장됨을 알 수 있으며, 실험 초기에는 상류쪽의 수두가 급격히 상승하지만, 점차 상승속도가 둔화되는 등의 일반적인 경향이 나타나고 있음을 확인할 수 있다. 실험시작 18시간 경과 후부터 제외지 사면 하단부에서 유출이 발생하였으며, 21시간 경과 후부터는 상류부의 수두가 안정되는 현상이 나타났다. 측정된 침투수위의 변화 양상은 향후 수치모형을 이용한 침투해석의 검보정 자료로 활용할 계획이다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.3 no.3
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• pp.53-61
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• 1983

The Green-Ampt equation for infiltration has been intensively investigated by many researchers because of its simplicity and adequacy for fitting experimental data to theoretical one. The infiltration equation derived from the theory of two phase flow coincides with the Green-Ampt equation except the viscouse resistance correction factor. This approach clearly defines variables in the Green-Ampt equation and also encounters the effect of viscosity of two fluids. A new equation for infiltration into multilayered soil is derived from the theory of two phase flow and compared with conventional equation. The new equation shows lower infiltration rate than that of conventional one and it is believed that this caused from the inclusion of viscosity in the derivation.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2022.10a
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• pp.421-422
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• 2022

최근 들어 집중호우와 긴 장마기간으로 인해 침수피해가 많이 발생하고 있다. 행정안전부 재해연보 2020에 따르면, 2020년 자연 재난 피해액 중 83%인 1조 952억이 호우로 인한 피해로 집계 되었다. 국내의 하수 관로 설계는 관로와 맨홀등의 용량을 검토하는 1차원 해석으로 수행 하지만, 재난 시는 설계에서 예측한 강우량 이상이 발생하고 월류한 물의 영향을 분석하기 위해서는 2차원 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2차원 해석 기반의 모의 침투해석을 기반으로 풍수해저감대책의 대응대책인 침수 예·경보 모니터링 시스템을 구축 한 국내·외 사례를 분석하고 필요성에 대해서 알아보도록 한다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.28 no.2
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• pp.71-78
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• 2012

Rainfall infiltration test under one dimensional condition is conducted to evaluate the effect of rainfall intensity on seepage velocity and infiltration characteristics for initial unsaturated sediment. Experimental results are compared with those numerical simulations with respect to variations of pore water pressure, degree of saturation and discharge velocity with time, and both results give good agreement. High rainfall intensity tends to increase seepage velocity almost linearly. But it shows rapid increase as rainfall intensity approaches saturated hydraulic conductivity of the sediment. In addition, the upper part of wetting front depth is partially saturated, not fully. Therefore, actual wetting front depth is considered to advance faster than theoretical prediction, which leads to slope instability of unsaturated slope due to surface rainfall.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.26 no.4
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• pp.47-58
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• 2010

Seepage rate through the core zone of rockfill dam, estimated from graphical technique and the equation by Sakamoto (1998), is different from the real condition because of neglecting unsaturated flow. With existing method to estimate total seepage rate, it is difficult to understand the tendency of total seepage rate changes by reservoir water level change. Steady state seepage rate and the factors affecting the time needed to attain to changes of reservoir water level and saturated hydraulic conductivity and unsaturated hydraulic properties of core material are analysed thorough the 2-D steady and unsteady state seepage analyses of Soyanggang dam. Numerical results revealed that the seepage rate can be expressed by the linear equation form and the value of unsaturated soil parameter n is the most important factor affecting the seepage rate and the time needed to attain steady state. The estimation method presented in this study can be used by the designer and the personnel of dam safety for convenient estimation of seepage rate and quantitative analysis of measured seepage rate without 2-D and 3-D numerical analyses.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.796-800
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• 2009

토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1300-1304
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• 2006

최근 침투형 우수유출저감시설은 물 순환 및 초기우수관리 문제, 치수 목적으로 사용이 증대되고 있으며, 시설 확대를 위한 관련 법규나 기준이 강화되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 호우사상에 대한 침투통의 저감효과를 분석하여 우수유출저감시설로써 적용성과 치수효과를 검증하는데 그 목적이 있으며, 연구방법으로는 실제 호우사상에 대해 침투통의 현장계측을 이용하여 유출 저감율을 측정하고, 수문해석에 의해 저감효과를 분석하였다. 현장계측을 실시한 전주지역의 2005년 8월 2일 호우사상은 290.5mm를 나타냈으며, 이 강우량은 $\ulcorner$한국확률강우량도(한국건설기술연구원, 2000)$\lrcorner$에 의한 전주관측소 50년 빈도 24시간 확률강우량 287.7mm를 초과하는 값으로 분석되었다. 이 때, 총유출저감율은 약 56%로 측정되었으며, 유역특성이 비슷한 지역에서는 해당 강우량에 대해 유사한 저감효과를 나타낼 것으로 판단된다. HEC-HMS와 단위침투설계법을 이용하여 수문해석을 실시하였으며, 동일한 호우사상 자료를 적용한 결과, 총유출저감량은 20.64%, 최대 첨두유량은 6%의 저감율을 나타냈다. 향후 지속적인 모니터링과 첨두유량에 대한 연구가 보완되고 호우사상에 대한 계측자료가 추가로 확보된다면 호우사상에 대한 침투통의 치수효과를 정량화할 수 있을 것으로 판단된다.