• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.3-46
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• 1999

A new method called SRICOS is proposed to predict the scour depth z versus time t around a cylindrical bridge pier of diameter D founded in clay. The steps involved are ; 1. taking samples at the bridge pier site, 2. testing them in an Erosion Function Apparatus called the EFA to obtain the scour rate z versus the hydraulic shear stress applied $\tau$, 3. predicting the maximum shear stress r max which will be induced around the pier by the water flowing at ν Ο before the scour hole starts to develop, 4. using the measured z versus r curve to obtain the initial scour rate zi corresponding to r max , 5. predicting the maximum depth of scour zmax for the pier, 6. using zi and zmarx to develop the hyperbolic function describing the scour depth z versus time t curve, and 7. reading the z vs. t curve at a time corresponding to the duration of the flood to find the scour depth which will develop around the pier. A new apparatus is developed to measure the z vs t curve of step 2, a series of advanced numerical simulations are performed to develop an equation for the $\tau$ max value of step 3, and a series of flume tests are performed to develop an equation for the zmax value of step 5. The method is evaluated by comparing predictions and measurements in 42 flume experiments.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.349-356
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• 2021

우리나라는 1960년대 이후, 공산품의 수출 증가로 인하여 경제성장을 거듭하며, 도시화 및 산업화가 급격하게 진행됨에 따라 교량 등과 같은 교통 기반시설이 급격하게 증가하였다. 교통기반시설 중 교량의 규모가 대형화되면서 교량의 상부 구조물에 대한 안정성 검토가 활발하게 이루어지고 있으나 교량 하부 구조물을 대상으로 한 세굴 안정성 검토는 충분히 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 교량의 하부 구조물인 교각에서 발생하는 세굴 현상에 따른 대규모 재해를 예방하기 위한 기초 연구로서 17개의 교각 세굴심 산정식을 바탕으로 계산된 교각 세굴심 깊이와 수리 모형실험을 바탕으로 측정된 세굴심에 대하여 단순선형회귀모형을 활용하여 분석하였다. 그 결과, 교각 세굴심 산정공식 중 가장 우수한 방법은 Coleman(1971)방법이 선정되었으며, 교각 세굴심 산정에 가장 유효한 방법은 Froehlich(1987) 방법으로 확인되었다. 또한, 단순회귀모형을 활용하여 검토한 결과 CSU(1993), Coleman(1971) 및 Froehlich(1987) 교각세굴심 산정식이 국내 하천특성을 반영하여 가장 유사한 세굴심을 예측 할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 하천설계에 있어 우리나라 환경에 적합한 세굴심을 산정하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.667-676
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• 2005

In this research, the reasonable local scour estimates considered conditions of the bed material and the flow was accomplished on two piers P14 and P17 of Il-san bridge. Especially, the Il-san bridge was located on the lower Han-river where is influenced by the tides of In-chon, and it has hydraulic condition that can cause the bridge piers local scour because of tides at ordinary times, as well as a flood. Therefore, the local scour depth has been presented influenced by the maximum velocity of the flow when a flood after construction and the tides on construction on the basis of the standards of river design and road design, furthermore, the results was made a comparative analysis. According to the results, the local scour depth on the basis of the standards of river design was higher than it on the basis of the standards of road design(SRICOS), and the local scour depth influenced by the maximum velocity of the flow when a flood after construction was determined the final local scour depth of P14 and P17 at the Il-san bridge. It was ascertained that the local scour depth did not exceed the inserted depth of bridge foundation.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.477-485
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• 1997

최근에 국내외적으로 발생한 교각과 교대에서의 세굴로 인한 교량의 붕괴는 보다 나은 세굴깊이 산정방법에 대한 필요성을 강조하고 있다. 본 논문에서는 미국 연방고속도로국에서 발간한 HEC-18에서 제시하는 절차를 바탕으로 1차원 모형인 WSPRO 모형과 HEC-2 모형, 그리고 2차원 모형인 TABS-MD 모형을 사용하여 남한강에 위치하고 있는 남한강교에 대한 수리분석을 비교하였다. 본 연구에서는 또한 1차원 및 2차원 모형으로부터 구한 수리량을 사용하여 산정한 세굴깊이를 비교하였다. 이와 동시에 홍수를 전후하여 음향측심기인 Fathometer(DE-719C)를 사용하여 현장실측을 수행하였다. 교량에서의 예측한 세굴깊이와 측정된 세굴깊이를 또한 비교하였다. 본 연구의 결과 실험실과 현장조건사이의 차이 때문에 산정된 세굴깊이와 실측된 세굴깊이 간에는 많은 차이를 보이고 있다. 또한 되메움현상 때문에 최대세굴깊이를 정확히 측정하기가 어렵다. 따라서 첨두 홍수시 사용할 수 있는 세굴측정장비의 개발과 국내 하천에 적합한 경험식을 개발하는 것이 시급하다고 본다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.269-277
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• 1998

본 연구에서는 수리실험을 실시하여 만곡부의 흐름특성과 만곡부에서의 교각 주위 국부세굴형상, 최대 국부세굴심 등을 분석하였다. 또한, 기존의 세굴보호공법 중 원환에 의한 보호공법을 만곡부에 적용하여 세굴감소효과를 분석하였다. 180' 만곡수로에 대해 이동상 실험결과 본 실험조건에서는 최대 횡방향 하상경사가 150' 단면에서 발생하였으며, 원환에 의한 세굴감소효과는 유로 직선부에서 최대 40%, 만곡부에서는 150' 단면 외측의 경우 최대 44%의 감소효과를 보였다. 폭이 교각폭에 2배인 원환에 대하여 실험한 결과, 유로 직선부에서는 원환을 .02h(여기서 h는 수심)만큼 하상저면에 설치하였을 때 가장 효과적이었으며, 유로 만곡부에서는 0.1h 만큼 하상저면에 설치하였을 때 가장 효과적이었다.

• 산업기술연구
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• 제32권A호
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• pp.47-55
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• 2012

Currently, we only estimate the average flood water level by the cross-sections of the river using one-dimensional numerical analysis when establishing the basic plans. However, the reliability decreases when it comes to the river bend. In river bend, the difference of water-level between the inside and the outside of the river arises by centrifugal force. And it is estimated less than what it could be estimated when establishing the plan with average estimate of flood level. It is apprehended that the exterior of the river will be under-constructed when establishing the scour depth only with the mean depth. In the case of local scour of the abutment, it is difficult to estimate its depth precisely, and it tends to be over-estimated in the case of the empirical formulas. Therefore, the modification considering the deviation of the water depth of the exterior of the river bend is needed. In observing the deviation of each formula in river bend, it is found: Andru's formula for 58%, followed by the Laursen's for 26%, and the C.S.U's for 17% in pier, while it is 44% for Froehlich's formula in abutment. Under the 500CMS of the flood discharge, the deviation of the scour depth between pier and abutment was about 10 %. However, in further flood discharge, it shows 24~58% the biggest in deviation of piers. It is concluded that the scour depth estimate should be done with 2-dimensional numerical analysis.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1987년도 제29회 수공학연구발표회논문초록집
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• pp.87-87
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• 1987

교각은 때때로 국소세굴에 의헤 손상을 받는다. 교각구조의 국소세굴 문제는 광범위하게 연구되었지만, 세굴심을 정량적으로 산정하는 것은 어렵다. 본연구는 정적세굴 조건하에서 여러형태로 배치된 반원 및 장방형 교각주변의 국소세굴에 대한 것으로 차원해석을 통하여 세굴심은 $$, $$ 및 $$등에 관계됨을 파악하여 무차원 시간에 따른 무차원 세굴심의 변화(토사수, 교각경과 길이, 영각의 영향), 와도, 저항력에 따른 세굴심의 변화들이 세굴심산정공식을 얻기위해 설험적으로 연구되었으며 최재 세굴심 산정공식이 얻어졌다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.907-919
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• 2014

본 연구는 LES와 유사이동 모형을 이용하여 군말뚝 주변 세굴과정 및 특성의 수치모의에 관한 내용이다. 군말뚝 주변에서 세굴 및 퇴적은 말뚝간격에 크게 영향을 받았다. 무차원 말뚝간격이 3.75보다 작은 경우에는 군말뚝 주변 국부세굴 뿐만 아니라 단면축소세굴이 발생하였다. 반면 무차원 말뚝간격이 3.75 이상이면 단면축소세굴은 사라지고 각각의 말뚝에서 국부세굴만발생하였다. 상류에 위치한 말뚝에서 세굴 심변화는 단일 말뚝의 경우와 유사한 경향을 보였지만 하류에 위치한 말뚝근처에서 세굴심은 상류말뚝 존재 때문에 세굴심이 낮게 나타났고 경향성도 상당히 다름을 보였다. 군말뚝 주변의 무차원 최대 세굴심은 말뚝간격이 증가할수록 감소하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.255-263
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• 1999

연직벽 교대에서의 국부세굴심을 측정한 실험실 자료들이다. 이들 자료들은 교대의 끝단형상, 정렬각도, 흐름수심, 흐름경사에 따라 국부 세굴심의 영향을 주는 자료들로 포함한다. 모형교대 끝단 형상이 직사각형, 타원형, 끝단을 깎아낸 직사각형, 예연형인 교대에서 국부세굴의 양상이 실험적 연구에 의하여 분석되었다. 실험들은 4개의 교대 형상에 대하여 흐름수심을 약 1cm씩 증가시켜서 이동상 세굴 조건하에 실험을 하였다. 수로의 하상경사는 0.01%, 0.03% 0.05% 0.1%, 0.2%로 정렬각도는 30 $^{\circ}$, 60 $^{\circ}$, 90 $^{\circ}$, 120 $^{\circ}$, 150 $^{\circ}$로 변화시켜 실험을 실시하였다. 최대 세굴심은 끝단 형상이 직사각형, 타원형, 끝단을 깎아낸 직사각형, 예연형의 순서로 분석되었다. 실험결과들은 세굴심이 교대의 형상뿐만 아니라 정렬각도, 흐름수심, 수로경사에 따라 다르게 나타나는 것을 보여주었다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제1권2호
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• pp.183-195
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• 2014

Scour is one of the leading causes of overwater bridge failures worldwide. While monitoring systems have already been implemented or are still being developed, they suffer from limitations such as high costs, inaccuracies, and low reliability, among others. Also, most sensors only measure scour depth at one location and near the pier. Thus, the objective is to design a simple, low cost, scour hole topography monitoring system that could better characterize the entire depth, shape, and size of bridge scour holes. The design is based on burying a robust, waterproofed, piezoelectric sensor strip in the streambed. When scour erodes sediments to expose the sensor, flowing water excites it to cause the generation of time-varying voltage signals. An algorithm then takes the time-domain data and maps it to the frequency-domain for identifying the sensor's resonant frequency, which is used for calculating the exposed sensor length or scour depth. Here, three different sets of tests were conducted to validate this new technique. First, a single sensor was tested in ambient air, and its exposed length was varied. Upon verifying the sensing concept, a waterproofed prototype was buried in soil and tested in a tank filled with water. Sensor performance was characterized as soil was manually eroded away, which simulated various scour depths. The results confirmed that sensor resonant frequencies decreased with increasing scour depths. Finally, a network of 11 sensors was configured to form a distributed monitoring system in the lab. Their exposed lengths were adjusted to simulate scour hole formation and evolution. Results showed promise that the proposed sensing system could be scaled up and used for bridge scour topography monitoring.