• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.11-21
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• 2015

2002년 피해조사 결과에 따르면, 하천제방 관련 홍수피해는 월류, 침식, 제체불안정(파이핑, 부적절한 축제재료선정, 다짐불량 등), 구조물에 의한 파괴 등으로, 월류에 의한 제방붕괴는 39.5 %로서 주요 요인인 것으로 평가되었다. 한편, 제방붕괴각(${\theta}$), 제방붕괴율(k) 등 관련 월류제방 붕괴특성은 침수모델링 해석 시 침수속도 및 면적 등에 영향을 미치나 국내 관련 연구 실적이 미진한 실정에 있다. 본 논문에서는 프루드(Froude) 상사(${\lambda}_{Fr}=1$)를 가정한 제방고(0.20 m, 0.25 m, 0.30 m, 0.40 m)에 따른 제방붕괴모형실험을 수행하여 제방고 변화(H)에 따른 제방붕괴 메카니즘, 붕괴연장, 제방붕괴각(${\theta}$), 제방붕괴율(k) 등을 제시하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.41-52
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• 2017

본 연구에서는 월류에 의한 붕괴 메커니즘의 규명을 위해 모형제방(제방고 0.4~0.8m)과 실물제방(제방고 1.0m)을 대상으로 월류 붕괴실험을 수행하였다. 월류에 의한 제방붕괴는 1단계에서는 월류에 의해 비탈표면에서 세굴이 발생되었으며, 월류의 유속은 완만히 증가되었다. 2단계에서는 붕괴단면이 커지고 유속도 급격히 증가되었다. 3단계에서는 월류에 의해 제방 단면이 완전히 붕괴되고 붕괴면적이 넓어져 유속이 상대적으로 감소되었다. 월류에 의한 제방의 붕괴각(${\theta}$)은 큰 자중, 감소된 전단저항력 및 월류의 흐름에 의한 추가 소류력으로 인해 랭킨토압의 사면붕괴각보다 크게 나타났다. 제방고(H)가 증가될수록 월류에 의한 제방의 월류 유속(${\upsilon}$)이 증가되었으며, 이로 인해 소류력이 추가로 작용되어 제방의 붕괴각(${\theta}$)과 붕괴면적(A)이 함께 증가되었다. 모형실험과 실물실험에 사용된 모래 시료가 동일한 입경크기로 한계세굴유속이 같아 월류 유속변화에 의해 세굴 특성이 지배되는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.155-165
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• 2023

Hurricane Katrina swept New Orleans, Louisiana, USA, in 2005, causing more than 1,000 fatalities and severe damage to the flood protection system. Recovery activities are complete, however, clarifying failure mechanisms and devising resilient and cost-effective retrofitting techniques for the flood protection system are still of utmost importance to enhance the general structural integrity of water retaining structures. This study presents extensive centrifuge test results to find various failure mechanisms and effective retrofitting techniques for a levee system. The result confirmed the rotational failure and translational failure mechanisms for the London Ave. Canal levee and 17^th St. Canal levee, respectively. In addition, it found that the floodwalls with fresh waterstop in their joints perform better than those with old/weathered waterstop by decreasing pore water pressure build-up in the levee. Structural caps placed on the top of the joints between I-walls could also prevent local failure by spreading the load to surrounding walls. At the same time, the self-sealing bentonite-sand mixture installed along the riverside of floodwalls could mitigate the failure of floodwalls by blocking the infiltration of seepage water into the gap formed between levee soils and floodwalls.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.600-608
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• 2017

제체 내 누수와 관련이 있는 파이핑(piping) 현상은 제방 내에 큰 공동이나 수로를 만들어 제체의 붕괴 및 부등 침하를 일으키고 최종적으로 하천제방의 붕괴를 초래한다. 따라서 파이핑 현상에 의한 제방 붕괴에 적절하게 대응하고, 이에 대한 적절한 대책공법을 마련하기 위해서는 파이핑 현상에 의한 제방 붕괴 메카니즘을 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 축소 모형시험과 대형 모형시험을 수행하여 파이핑에 의한 제방 붕괴 형상 및 메카니즘을 분석하였으며, 침투압 시험을 수행하여 파이핑 대책공법으로 제안된 Hydraulic well의 침투압 분포 특성을 평가하였다. 연구 결과, 축소 모형시험을 통해 파이핑 안전율이 낮을수록 제방 붕괴 형상이 뚜렷하게 나타났으며, 대형 모형시험에서는 파이핑으로 인한 제방의 국부적인 손상 유형을 파악할 수 있었다. 또한 Hydraulic well의 침투압 시험을 통해 well의 중심 아래에서 파이핑 억제 효과가 가장 큰 것으로 평가되었다. 연구 결과의 신뢰성을 향상시키기 위해서 다양하고 연계성이 있는 모형시험 조건을 적용한 추가연구가 필요하지만, 이 연구는 파이핑에 의한 제방 붕괴 메카니즘 분석 및 대책공법 마련에 대한 기초 연구자료로 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.144-169
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• 2010

In 2002, property loss caused by failure or leakage of existing river levee structures was about 1.8 trillion in Korean Won, and furthermore in which damages of river structures are getting more severe due to characteristics of extremely extraordinary rain such as torrential rain in the locality or guerrilla heavy rain. In this regards, this paper collects and analyzes those damage records and costs for repair by statistic method, and moreover categorizes the causes of failure, erosion and overtopping of levee structures in large and small scale rivers threatened frequently by typhoon and heavy rainfall. It is believed that the results from the analyses can be used as a basic source in developing criteria of standards for design, construction, maintenance and inspection(or diagnosis) of hydraulic structures such as levee and drain conduit.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권2호
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• pp.120-127
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• 2019

본 연구에서는 광섬유 온도 분포 센싱을 통한 제체의 침투 및 붕괴와 같은 물리적 변화 현상을 모니터링하기 위해 중규모 제방 수리실험을 수행하였다. 본 실험의 중규모 실험 제방은 바이오폴리머 흙을 제방 전면에 도포하여 강도를 증진시킨 것으로 월류에 의한 침투 및 붕괴 현상이 일반 제방과는 다르게 나타날 수 있으며, 이러한 현상은 광섬유 온도 분포 센싱을 통해 획득한 온도 변화 정보를 통해 분석할 수 있었다. 제체의 위치별 시간에 따른 온도 변화 자료를 통해 제체 내부의 물리적 변화 및 침투가 발생하는 위치와 시간을 판단할 수 있었다. 본 실험에서는 급격한 온도 변화 시점이 제외지 사면보다 제내지 사면에서 먼저 발생하였으며, 이는 실험에서 제내지 사면이 붕괴된 후에 제외지 사면이 붕괴된 순서와 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.19-30
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• 2022

하천제방의 취약도 곡선을 구하기 위해서는 수위에 따른 파괴확률을 각 파괴모드 별로 구해야 한다. 확률론적 해석은 지반공학적 확률변수의 변동성을 고려하기 위하여 반복적인 해석을 필요로 하므로 취약도 곡선을 구하는 작업은 많은 반복 계산을 필연적으로 수반한다. 실제 제방의 취약도 곡선 작성에서는 계산량을 줄이기 위하여 단순화된 확률론적 해석기법을 적용하고 있으나 그 정확성에 대한 명확한 평가는 없는 형편이다. 본 연구에서는 실제 하천제방을 대상으로 확률론적인 방법에 의해 사면안정과 파이핑에 대한 파괴확률을 계산하여 제방의 안전도를 평가하고 수위에 따른 제방의 취약도 곡선을 구하였다. 이때 간략법인 FOSM과 PEM의 결과를 MCS의 결과와 비교하여 사면안정과 파이핑 파괴모드의 취약도 곡선 작성에 대한 적용성을 평가하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권4호
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• pp.1-17
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• 2009

본 연구의 목적은 최근 수년간 발생한 홍수피해 원인의 대부분이 하천 제방의 붕괴와 관계하고 있음을 감안하여 제방의 월류 및 붕괴특성을 고려하여 붕괴유량을 산정하고 이에 따라 발생한 홍수파로 인해 제내지에서의 침수위, 침수시간, 침수범위 등을 예측하고 피해예상 규모를 산정하는데 있다. 붕괴유량 산정을 위해서 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료를 이용하여 수문매개 변수를 추출하고 유역의 유출량을 산정하였다. 또한 제내지 내의 구조물의 영향을 고려한 홍수범람을 실시하여 제내지에서의 범람 홍수파의 전파특성을 정확히 예측하고 제내지의 시간별 침수구역의 예측, 홍수위험강도의 산정 등을 통하여 수방 및 홍수피해 경감대책 수립의 판단 자료로 활용하고자 한다.

• 한국습지학회지
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• 제18권1호
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• pp.45-57
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• 2016

실무에서 사용되고 있는 제방의 안전도 평가는 여러 가지 붕괴원인 중 하나의 요인에 대해서만 평가를 하거나 주로 제방의 물리적인 특성을 이용한 1차원 수리분석을 통한 평가에 국한되어 왔다. 하지만 이러한 평가기법들은 제방의 다양한 붕괴원인을 동시에 고려할 수 없으며, 정확한 지형정보를 필요로 하는 곳에서 신뢰도가 떨어지는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 정확한 지형정보를 반영한 2차원 수리해석을 결과를 이용하여 제방의 다양한 붕괴원인인 월류, 침투, 침식위험도를 동시에 고려한 제방 위험도 지수를 제안하였다. 낙동강 유역의 주요 합류부에 대해 하천준설사업 전 후의 지형 변화를 고려하여 2차원 수리모형을 이용한 수리해석을 실시하고 그 결과를 통해 제방 위험도를 평가하였다. 본 연구는 정확한 하천의 형상을 반영한 수리해석 결과를 이용한 객관적이고 신뢰도 높은 제방위험도 평가에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.141-154
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• 2001

본 연구는 하천제방의 마루폭, 비탈 경사가 월류에 의한 제방의 붕괴에 미치는 영향을 분석하기 위한 수리모형 실험으로부터 하천수의 제방월류에 따른 붕괴과정을 4단계로 구분하여 제시하였으며, 마루폭 및 비탈경사의 변화에 따른 붕괴폭, 깊이, 붕괴지속시간, 월류량 및 붕괴부 바닥세굴형태 등을 분석하였다. 전반적으로 제방마루폭이 넓고 비탈경사가 완만할수록 첨두월류량을 감소시키며, 붕괴 지속시간이 길어지는 결과를 보였다. 또한 마루폭이 넓거나 비탈경사가 급한경우에서 제방의 붕괴 폭은 좁고 붕괴깊이는 깊었으며 제방마루폭이 좁거나 경사가 완만할수록 바닥 세굴심이 질고 세굴웅덩이의 비탈경사가 컸다.