• Geomechanics and Engineering
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• 제28권1호
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• pp.1-10
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• 2022

In Korea, accidents related to the collapse of deteriorated aging reservoirs occur every year. The grouting method is generally applied to reinforce an aging reservoir. However, when using this method, different reinforcing effects appear depending on the ground conditions. Thus, new construction methods and materials capable of providing consistent reinforcing effects are required. In this study, the direct shear test (DST), model test, and simulation analysis were performed to evaluate the impact of surface stabilizers, generally used to reinforce roads, rivers, and slopes of roads, applied using surface curtain walls on aging reservoirs. The DST results indicate that when the surface stabilizer was mixed with in-situ soil, the increase in cohesion was the highest at a mixing ratio of 9%. No changes in the friction angle were evident; therefore, 9% was determined to be the optimal mixing ratio. In addition, the model test and simulation analysis showed that when 9% of the surface stabilizer was mixed and applied to the aging reservoir, the seepage quantity of water and the saturated area were reduced by approximately 42% and 73%, respectively. Moreover, the comprehensive analysis of results showed that the grouting method could be completely replaced by surface stabilizers applied through surface curtain walls because the technique could secure stability by decreasing the seepage in the aging reservoir.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권9호
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• pp.5-14
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• 2020

본 연구에서는 시멘트와 유사한 경화반응을 나타내어 붕괴된 비탈면의 복구공사에 사용되고 있는 표층안정재를 노후된 저수지의 보강재료로 활용하기 위해 실내시험과 모형시험, 프로그램 해석을 실시하여 보강효과를 분석하였다. 실내시험을 통해 혼합비에 따른 점착력과 내부마찰각의 변화를 분석한 결과, 표층안정재의 혼합비는 9%가 적절한 것으로 나타났다. 실내시험 결과를 토대로 혼합비 9%를 적용하여 모형시험과 프로그램 해석을 실시한 결과, 표층안정재를 사용한 경우에는 제내지 비탈면의 일부와 제체 아래에서만 물의 흐름이 발생하여 제체 내부에서 물의 흐름을 감소시킬 수 있으며, 침투유량은 약 42%, 제체 내부에서의 포화면적은 약 73% 감소시킬 수 있어 노후된 저수지의 안정성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권5호
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• pp.73-84
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• 2020

In this study, we compared and analyzed the static and dynamic analysis method for agricultural reservoirs. In addition, we assumed the aging of reservoir as the deterioration of the internal friction angle and cohesion. The internal friction angle and cohesion were applied by dividing into 4 case for each reservoir. As a result of comparing the stability of the reservoir embankment, it was found that the dynamic stability analysis method showed a greater risk than the static stability analysis method when dynamic loads such as earthquakes were applied. Therefore, when detailed review such as liquefaction is required, it is considered that the dynamic stability analysis method should be applied first. If a study on the change in material properties due to the aging of the reservoir is conducted, the stability analysis of the reservoir due to the aging of the reservoir can be performed more accurately. In addition, if a study comparing the results of dynamic stability analysis and static stability analysis for earthquakes with various characteristics for more reservoirs is conducted, detailed criteria for the case where dynamic stability analysis should be considered can be presented.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.1-11
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• 2021

본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그와 순환유동층 보일러의 연소재를 주재료로 사용하여 시멘트와 유사한 경화반응을 유도하도록 개발된 친환경 지반안정재를 약액주입재로 사용하기 위한 실내시험과 시험시공에 관련된 연구가 진행되었다. 이를 위해 실내시험에서는 규산소다 및 실리카졸을 A액, 친환경 지반안정재(또는 OPC)를 B액으로 사용하여 시편을 제작하고, 실내시험을 실시하여 공학적·환경적 성능을 분석하였다. 그리고 실제 노후저수지에 시험시공을 실시하고, 현장에서의 투수시험, 전기비저항탐사를 실시하여 적용성을 분석하였다. 실내시험 결과, 친환경 지반안정재를 B액으로 사용한 약액주입재의 호모겔 압축강도는 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 약 2.88~3.23배 큰 값을 나타내었다. 또한 대부분의 중금속 용출량이 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 적고, 어독성 시험에서의 생존율도 100%로 나타났다. 따라서 실내시험 결과를 토대로 판단할 때 OPC에 비해 강도적, 환경적으로도 우수한 것으로 분석되었다. 노후 저수지에서의 시험시공 결과에서는 친환경 지반안정재를 약액주입재의 B액으로 사용하여 보강한 경우, 저수지 내부에서의 투수계수는 1/50 수준까지 감소하였다. 그리고 전기비저항 탐사결과 노후 저수지 내부의 전기비저항은 시간이 경과함에 따라 증가하여 포화대는 사라졌으며, 전반적으로 보강되는 것으로 분석되었다.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.35-42
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• 2019

There are 17,427 reservoirs in Korea, of which about 96% were built before the mid 1980s. Therefore, aging is severe and reinforcement are necessary. In addition, aged reservoirs, which are more than 50 years old, account for 70% of the total. Therefore, there is a problem such as the collapse of the reservoir and the decrease of the storage capacity due to progress of aging with time. The grouting method using cement is mainly used as maintenance and reinforcement method of old reservoir. However, the grouting method using cement has engineering and environmental problems. In order to solve the engineering and environmental problems of cement grouting method, an eco-friendly grouting material was developed that mixes circular resource grouting binder, high molar ratio sodium silicate and colloidal silica. The engineering and environmental properties of the developed injection materials were evaluated by conducting gel time, homo-gel strength, sea water resistance test and environmental stability evaluation. Also, examined the possibility of replacing OPC existing aged reservoir reinforcement methods. As a result, it was found out that it was better than the conventional cement method in terms of engineering and environment. However, since this study is the result of laboratory test, it is necessary of verify the application at field of aged reservoir.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.30-39
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• 2022

본 연구에서는 비탈면 보강을 위해 순환자원을 재활용하여 개발된 시멘트 대체재료를 사용하여 노후 저수지의 사면 개량 재료로 활용하기 위해 실내시험 및 수치해석, 현장에서의 시험시공을 실시하고, 결과를 분석하였다. 실내시험 결과, 점착력과 내부마찰각의 변화를 고려할 때 시멘트 대체재료의 혼합비는 9 %가 적절하며, 투수계수는 약 10,000배 감소하여 국내에서 적용되고 있는 차수재료에 근접한 수준을 나타내는 것으로 분석되었다. 또한 수치해석과 시험시공 결과, 시멘트 대체재료를 사용하여 보강한 부분에서는 침투가 발생하지 않고, 국내 기준 대비 높은 안전율을 확보할 수 있어 충분한 차수 및 보강효과를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 노후 저수지를 보강하기 위해 사용되고 있는 기존의 시멘트를 사용한 보수 및 보강방법을 충분히 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.13-21
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• 2020

우리나라는 농업용수의 공급을 위해 소규모의 저수지가 건설되어 있으나 대부분이 준공년도로부터 50년 이상 경과된 것으로 조사되고 있어 노후화가 심각한 상황이다. 노후된 농업용 저수지의 경우, 누수 및 비탈면의 활동 등 심각한 결함이 발생하는 사례가 조사되고 있어 안전상 매우 취약한 문제가 있다. 이에 따라 국내에서는 그라우팅 공법을 활용하여 노후된 농업용 저수지의 보강이 이루어지고 있다. 그러나 그라우팅 공법의 주입재로 사용되는 시멘트는 생산과정에서 천연자원의 소비와 다량의 온실가스가 발생하고, 주입량, 배합비, 주입압력 등 다양한 요인에 의해 충분한 보강이 이루어지지 않는 문제가 있어 이를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 도로와 철도 비탈면의 안정성 확보를 위해 사용되고 있는 표층안정재에 대해 실내시험을 수행하고, 시험결과와 프로그램 해석결과를 분석하여 표층안정재를 노후 농업용 저수지의 보강재료로 사용하는 경우 보강효과를 검토하였다. 실내시험 결과, 표층안정재의 혼합비가 증가함에 따라 점착력은 증가하였으나, 혼합비 9% 이상에서는 뚜렷한 증가가 나타나지 않아 점착력의 증가가 가능한 최대 혼합비는 9%인 것으로 분석되었다. 또한 프로그램 해석결과에서는 노후 농업용 저수지의 비탈면 1.0m를 보강하는 경우 안전율이 약 1.4배 증가하여 표층안정재를 사용한 노후 농업용 저수지의 보강은 충분히 가능한 것으로 나타났고, 보강방법으로는 비탈면과 비탈면 하부를 동시에 보강하는 것이 가장 적절한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.459-466
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• 2017

최근 지자체 및 한국농어촌공사가 관할하는 저수지의 붕괴가 빈번하게 발생하고 있다. 최근의 사례로, 축조된 지 70년 이상의 노후된 농업용 저수지인 경북 영천시 소재의 괴연저수지가 2014년 08월 21일 9시경 집중호우로 인하여 여수로를 중심으로 붕괴되었다. 본 연구에서는 괴연저수지의 붕괴상황을 DAMBRK 모형을 통하여 재현하였다. 그리고 DAMBRK 모형에서 분석된 댐붕괴 유출량으로 침수범람도를 작성하였다. 괴연저수지 붕괴 당시 무인항공기로 촬영한 침수사진과 비교하여 괴연저수지의 붕괴 지속기간과 붕괴유출량을 추정하였다. 본 연구 결과는 괴연저수지와 같이 저수지 붕괴가 발생할 경우, 하류 지역에 대한 침수피해 예측에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.23-33
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• 2021

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9~3.2배, 변형계수는 2.3~3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1~2 상승하고, 투수계수는 8.9~42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.371-381
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• 2018

국내 농업용 저수지 댐 시설물은 노후화 및 기후변화로 인한 여름철 강우량 증가로 인해 수자원관리에 대한 어려움뿐만 아니라 댐 월류에 따른 피해위험이 높을 것으로 전망된다. 따라서 본 연구에서는 기후변화를 고려한 농업용 저수지 수문학적 안전성을 평가하기 위해 농업용 저수지 1종 댐 시설물을 대상유역으로 선정하였으며, 유역별 확률강우량, 기존에 제시된 Present PMP, 기상청 기후변화시나리오에 따른 Future PMP를 산정하였다. 또한, 기후변화에 따라 증가하는 강우량을 정량적으로 분석하고, 홍수량산정 및 저수지홍수추적을 실시하여 강우시나리오에 따른 농업용 저수지의 여유고를 분석하였다. 기후변화를 고려한 Future PMP를 이용하여 농업용 저수지 댐 시설물의 수문학적 안전성을 평가한 결과, 고삼, 금광, 미호, 청천저수지는 설계홍수위 이상의 최고수위가 발생함에 따라 월류위험에 취약할 것으로 분석되었다.