• 산업기술연구
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• 제29권A호
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• pp.101-110
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• 2009

Due to frequent occurrence of a localized torrential downpour caused by global warming and change of outflow tendency caused by rapid urbanization and industrialization, risk analysis must be carried out in levee design with uncertainty. In this study, reliability analysis was introduced to quantitatively evaluate the overtopping risk of levee by the uncertainty. First of all, breaking function was established as a function of flood stage and height of levee. All variables of breaking function were considered as random variables following any distribution functions, and the risk was defined as the possibility that the flood stage is formed higher than height of levee. The risk evaluation model was developed with AFDA (Approximate Full Distribution Approach). The flood stage computed by 2-D numerical model FESWMS-2DH was used as input data for the model of levee risk evaluation. Risk for levee submergence were quantitatively presented for levee of Wol-Song-Cheon.

• 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.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.501-509
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• 2006

홍수범람 수위에 따른 제방의 안전은 홍수방지 시스템 구축에 있어서 매우 중요한 요소이다. 그러나, 기존의 확정론적인 방법을 통한 홍수위의 계산은 입력매개변수들이 내포한 불확실성을 반영할 수 없다. 본 연구의 목적은 Monte Carlo 기법을 활용한 부등류 해석에 의하여, 설계홍수위 불확실도 계산방법의 개발에 있다. 제방의 신뢰도분석 모형에서, 본 연구에서는 Manning 조도계수, 설계유량, 하천의 단면좌표, 기점수위에 의한 홍수위의 불확실성을 고려하였으며, 정량화된 입력매개변수들의 변동성으로부터 하천홍수위의 변동성을 정량화하였다. 본 모형을 대구시를 관류하는 금호강 38.5 km 구간(95개 단면)에 적용하여, 각 단면에서 계산된 홍수위와 기설 제방고의 표고를 비교함으로써 월류 위험도를 분석하였다. 분석 결과, 기설 제방고와 비교하여 7개 단면에서 제방의 증고가 필요할 것으로 판단되었으며, 그 크기는 최소 1 cm에서 최대 56 cm로 계산되었다. 본 연구는 기존의 제방고 설계방법의 보완 및 홍수위험지도 제작, 홍수예측 시스템, 홍수피해완화 계획 설립 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.661-671
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• 2003

본 연구는 홍수위 계산에 있어서 도입되는 불확식성의 원인을 분석하고 정량화하여 확률론적 홍수위 계산을 실시함으로서 제방원류에 대한 제내지의 범람특성을 해석할 수 있는 모형을 개발하였다. 이를 위해서 홍수위에 영향을 미치는 각종 영향인자를 통계학적으로 분석하였고, 이들 인자를 부등류와 부정류 해석과정에 Monte Carlo 모의를 도입함으로써 홍수위에 미치는 영향을 정량화하였다. 개발된 모형의 검증을 위해 낙동강 유역의 현풍∼적포교구간에 적용하였다. 제내지로의 범람양상과 역류양상을 합리적으로 모의하였고 질량보존도 잘 모의하고 있는 것으로 나타났다. 또한 제내지 침수양상 모의시 붕괴폭, 붕괴시간 등의 불확실도를 고려하여 침수수심 및 침수면적을 산정하였다.

• 융합정보논문지
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• 제9권11호
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• pp.125-133
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• 2019

본 연구에서는 홍수시나리오에 의해 발생한 제방붕괴에서 불확실성을 포함한 확률홍수위험지도를 산정하였다. 불확실성을 포함한 극치수문시나리오와 그에 따른 홍수위가 산정된 선행연구자료를 활용하였고 이에 따라 제방붕괴 예측지점을 산정하였다. 단순한 조건에 따른 일률적인 파제폭을 제시하는 경험식과 지반공학적 복합요소들에 대한 불확실성을 고려한 물리적 기반의 수치모의 방식을 결합하여 파제폭을 산정하였다. 이에 따라 확률론적 파제유입량을 결정하였고, 신뢰도를 기반으로 100회 모의수행을 통한 2차원 제내지 침수해석을 실시하여 확률침수심도를 작성하였다. 이를 통해 홍수위험지도 작성기법을 기반으로 확률침수심도와 결합하여 확률홍수위험지도를 작성하였다. 본 연구결과는 제내지의 비상대처계획(EAP)의 정량적 근거자료로 보다 경제적, 안정적인 설계지표 제시하는데 효과적일 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권7호
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• pp.547-558
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• 2009

일반적인 하천제방의 안정성 평가는 확정론적 분석결과를 토대로 강우특성, 매개변수 등에 대한 불확실성을 안전 계수를 도입하여 실시하고 있다. 이러한 안전계수는 모형의 매개변수 및 재료 속성의 다양성을 다루는 공학에 폭넓게 이용되나 임의의 자연 현상의 모든 것을 설명해주지는 않는다. 특히 근래에 들어 발생되는 지구온난화에 따른 이상기후 현상과 사상 유래가 없는 홍수들의 발생은 확정론적인 방법에 의존하기보다는 추계학적 방법을 도입한 수문량 확충 및 매개변수의 불확실성 분석의 필요성이 증대되고 있다. 이에 전 세계적으로 매개변수와 특성인자의 불확실성을 고려하고 인자들 간의 상관관계를 고려한 추계학적 방법 기반의 대책 수립이 추진되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 추계학적 강우변동 생성기법을 이용하여 태풍기와 장마기에 해당하는 6월, 7월과 8월, 9월에 발생 가능한 다양한 무차원 누가강우량곡선을 Monte Carlo 기법을 도입하여 생성하였고 신뢰도 지수를 이용하여 하천제방의 위험도를 평가하였다. 본 연구결과는 강우의 지역적 특성 및 시간적 특성을 반영할 수 있어 해당 유역의 홍수대책 수립, 수공구조물 설계 및 분석 등 활용성이 매우 클 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권8호
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• pp.591-605
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• 2009

본 연구에서는 하천제방의 침식, 침투영향을 고려한 위험도 및 통합위험도를 산정하였다. 이를 위해 추계학적 강우변동 생성기법을 이용하여 생성된 태풍기와 장마기별 유량 및 수위수문곡선을 활용하여 하천제방에 대한 침식, 침투 그리고 통합 위험도를 산정하였다. 침식에 대한 하천제방의 위험도는 허용 소류력을 이용하여 평가하였고 침투류 해석은 각 제방별로 대표 제방단면을 선정 후 SEEP/W 모형을 통해 해석을 실시하였으며 한계동수경사법을 이용한 MFOSM 분석을 통해 제방의 침투붕괴 위험도를 산정하였다. 본 연구에서는 확정론적 분석방법과 달리 정량적인 위험도를 산정할 수 있었고 실제 강우 변동의 특성 및 다양한 제방파괴 요인을 반영하였으며, 이를 하나의 위험도로 통합하여 제시하고 있으므로 본 연구모형의 결과는 그 적용성에 있어 매우 유용할 것으로 판단된다. 본 연구모형은 향후 홍수에 대한 제방파괴 위험지점 파악 및 제내지 홍수위험도와 연계한 홍수보험, 주민대피지도 구축 등에 활용 될 수 있어 유역의 홍수통합관리시 효율적이고 체계적인 대책수립에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제28권2호
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• pp.297-312
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• 2018

노후 제체의 안전진단 및 그라우팅 보강효과 판정을 위해 지자체와 관공서는 전기비저항탐사를 주로 활용하고 있으나, 전기비저항탐사는 다양한 탐사조건에 의해 비저항 값이 변하는 정성적 평가이다. 또한 제체의 안정성과 직결되는 강성변화(stiffness change)를 파악하기 어려워, 그라우팅 시공 후 지속적인 안정성 모니터링에는 그 적용성이 떨어진다. 이에 본 연구는 지반의 강성(${\mu}$)과 밀접한 관계가 있는 전단파속도(Vs, shear velocity)를 통해 시멘트 그라우팅 시공에 따른 제체의 정량적인 보강효과에 대한 검증방안을 연구하였고, 검증방안에 대한 적용성을 검토하였다. 본 연구는 2개소의 제체를 대상으로 수행되었으며, 시멘트 그라우팅 시공 전 후의 투수시험, 표준관입시험, 다운홀시험(Down-hole Test) 및 MASW(Multi-channel Analysis of Surface wave) 탐사결과를 대비 분석하여 보강효과를 평가하였다. 그라우팅 시공 전 후 전단파속도 변화는 위상속도차이(phase velocity difference) 및 역산해석(inversion analysis)을 통해 각각 분석하였으며, 현장시험 결과와의 비교를 통해 분석결과의 신뢰성을 평가하였다. D 제방의 경우 약 5~10%, H 제방은 약 10~20% 이상의 속도증가가 나타났으며, 현장시험결과와 유사한 양상의 결과를 나타냈다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.9-16
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• 2014

고수압 시공 조건에서는 시설물 자체의 건설로 인하여 발생하는 주변지반의 이완 및 손상의 발생 그리고 시설물내로의 해수의 유입을 방지하기 위한 차수 및 지수설계 및 시공이 중요한 관건이다. 그라우팅 공사는 현재 지하철건설, 고속 철도건설, 각종 산악터널건설, 하천 저수지 재방 신설 및 보수공사 등에 년간 수조원 대의 시장규모를 형성하고 있지만, 설계 및 시공관리에 대한 관리기준이 정밀하지 못하여 경험적인 판단에 의존하는 부분이 너무 많아 경제적 손실도 매우 클 것이라고 쉽게 단정할 수 있다. 그라우팅 기술은 국가적 차원의 대규모 중요 건설공사 현장에서 필수적인 기술로 사용되고 있지만 기술에 대한 인식이 빈약하고 정립된 관리기준이 부재하여 신뢰성의 낙후가 심각한 실정이다. 따라서 본 연구는 고수압 조건에서 지반재해 저감을 위한 최신 그라우팅 시공관리기술에 대한 기초 연구를 제공함이 그 목적이다.