• 한국농공학회논문집
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• 제59권5호
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• pp.101-108
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• 2017

Recently, the occurrence of landslides has been increasing over the years due to the extreme weather event. Developments of landslides monitoring technology that reduce damage caused by landslide are urgently needed. Therefore, in this study, a strain ratio sensor was developed to predict the ground behavior during the slope failure, and the change in surface ground displacement was observed as slope failed on the field model experiment. As a result, in the slope failure, the ground displacement process increases the risk of collapse as the inverse displacement approaches zero. It is closely related to the prediction of precursor. In all cases, increase in displacement and reverse speed of inverse displacement with time was observed during the slope failure, and it is very important event for monitoring collapse phenomenon of risky slopes. In the future, it can be used as disaster prevention technology to contribute in reduction of landslide damage and activation of measurement industry.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.439-447
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• 2019

본 연구에서는 산사태 축소 모형 장치에 레이저 센서와 진동 센서를 설치하여 강우에 의한 사면 붕괴 시 토사의 미세 변위를 조기에 감지하여 붕괴 위험이 높은 사면에 대한 적절한 대책 마련과 사면 붕괴로 인한 피해를 최소화하기 위한 산사태 발생 시점을 예측하고자 실험을 실시하였다. 또한, 산사태 축소모형 실험을 통해 강우에 의한 토층의 거동 특성 및 간극수압과 수분과 같은 함수비 변화 특성을 분석하였다. 화강암의 풍화토로 인공사면을 조성한 다음 강우 조건을 200mm/hr와 400mm/hr로 달리하여 이에 따른 함수비(수압, 수분) 변화를 측정하고 지표 변위를 분석하기 위해 레이저 센서와 진동 센서를 적용하였으며, 영상분석을 위해 비디오 촬영을 하여 변위 발생시간을 상호 비교 분석하였다. 실험 결과 수분함량은 강우강도가 클수록 한계값 도달시간이 짧게 소요되는 것으로 나타났으며, 간극수압은 강우강도가 클수록 간극수압의 증가 시간이 짧은 것으로 나타났다. 산사태 모형실험은 현장 조건을 충분히 반영하지는 못하지만 진동 센서를 이용한 변위 발생 인지 시간을 측정한 결과 붕괴시점이 레이저 센서를 이용한 방법보다 보다 빠른 것으로 나타났다. 산사태 발생 시 센서를 이용한 지반변위 측정은 지속적인 연구를 수행할 경우 사면붕괴 예측 및 피해 저감 그리고 계측산업 활성화의 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.129-138
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• 2019

본 연구에서는 모니터링이 가능한 나선형 철근 록볼트 센서와 GFRP 록볼트 센서를 대형 모형사면에 매설하여 사면붕괴 현장실험을 수행하고 개별요소법 및 유한요소법의 수치해석을 수행한 후 사면붕괴 초기에 발생하는 비탈면의 거동 특성을 분석하였다. 또한, 현장실험과 수치해석 결과를 비교·분석하고 나선형 철근 록볼트 센서와 GFRP 록볼트 센서의 암반 사면붕괴 모니터링으로 현장 적용성에 대해 고찰하였다. 본 연구를 통해 스마트 사면 붕괴 예·경보 시스템을 개발하였으며 향후 이 시스템은 산사태 및 지반 붕괴 전조정보를 사전에 감지하여 붕괴위험 지역에 거주하는 주민들의 원활한 대피를 유도하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권2호
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• pp.208-215
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• 2019

이 연구는 붕괴모의실험을 통하여 체적함수비센서와 텐시오미터의 반응성을 분석하고, 산사태 조기경보용으로의 활용성을 검토하기 위해 수행되었다. 산림토양과 사질토의 배합비율을 조정한 3개의 토양조건에서 120 mm/h의 인공강우를 적용하여 얕은 깊이에서 빠르게 진행되는 붕괴형태를 실험적으로 모의하고, 그 과정에서의 두 센서의 반응을 분석하였다. 그 결과, 모든 실험조건에서 체적함수비센서 및 텐시오미터의 계측값은 각각 30~37%, -3~-5 kPa으로 수렴된 이후에 붕괴가 발생하였다. 실험결과를 토대로 토층 최하부에 설치된 체적함수비센서의 계측값을 활용하여 조기경보 발생시점의 범위를 논의하였으나, 이를 일반화하여 명확한 시점으로 규정할 수는 없었다. 두 센서를 실용적인 차원에서 산사태 조기경보용으로 활용하기 위해서는 다양한 조건에서의 추가적인 실험 및 검증이 필요할 것으로 생각되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.1-10
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• 2017

최근 발생하고 있는 자연재해 중 산사태와 관련된 재해는 막대한 인명과 재산피해를 발생시키고 있다. 지속적으로 발생하고 있는 산사태로 인한 피해를 최소화하기 위해서는 계측, 모니터링 시스템 등 관련 기술에 대한 과학적 관리체계가 필요하다. 본 연구는 사면붕괴 예측을 통한 산사태 피해저감을 위한 관리체계 확립을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 산사태 발생시 지반거동을 예측하기 위한 표층지반변형률 봉을 제작하고, 사면 붕괴전조로서 변형률 증가를 관측하였다. 그 결과, 사면 붕괴시 지반의 변형은 붕괴 전조 구간, 변형 가속 구간, 변형 급가속 구간을 거친 후 붕괴에 이르는 것으로 나타나, 붕괴 전조 예측과 상관관계가 있는 것으로 판단된다. 모든 조건에서 사면붕괴 전조로서 시간에 따른 변위량의 증가가 공통적으로 관측되었으며, 이는 붕괴위험 사면의 계측 및 유지관리 관점에서 대단히 중요한 현상으로 판단된다. 산사태 발생에 따른 지반변위는 향후 지속적 연구를 통해 사면붕괴예측 및 계측관리기준의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료되며, 산사태 피해저감 및 계측산업 활성화에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.828-835
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• 2019

인공강우장치는 실내실험 기반의 모형실험 데이터를 생성하는 연구도구로 널리 이용되고 있다. 다양한 연구에 인공강우장치가 이용되고 있음에도 불구하고 대부분의 연구에서 강우분포의 균질성에 대한 논의는 등한시되고 있다. 다양한 강우특성이 반영된 급경사지 붕괴 모의실험을 위해서는 저강도에서 고강도까지 강우를 모사할 수 있는 강우장치가 필수적이며 실험의 신뢰성을 확보하기 위해서라도 강우분포의 균질성은 확보되어야 한다. 본 연구에서는 급경사지 붕괴모의실험의 주요설비인 인공강우장치의 최대 강우강도 130mm/hr 내에서 10mm/hr 단위 제어를 목표로 하며, 균등계수 80% 이상 확보하고자 하였다. 이를 위해 노즐타입, 크기, 위치 및 펌프압력에 따른 다양한 조건하에서 강우실험을 수행하였다. 실험결과 노즐형태는 원형노즐, 크기는 1.9mm와 1.4mm가 적합한 것으로 분석되었고 적정 펌프압력은 3~6kg/㎠으로 분석되었다. 다양한 강우강도를 재현하기 위해 노즐수는 2, 3, 5개, 펌프압력은 3, 4, 5, 6kg/cm2로 조건을 달리하여 실험을 수행하였다. 펌프압력이 증가함에 따라 강우강도는 선형적으로 증가하는 경향을 보였다. 실험결과를 바탕으로 펌프압력, 노즐형태 및 노즐수를 변수로 하는 강우제어 매뉴얼을 작성하였다. 또한 검증실험을 수행하여 목표 강우강도 대비 오차범위 ±3.1%, 균등계수는 평균 86.8%로 균질한 강우분포를 보였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권2호
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• pp.13-23
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• 2019

In this study, an overtopping model experiments and three dimensional seepage characteristics at the deteriorated homogeneous reservoirs were performed to investigate the behavior of failure for embankment and spillway transitional zone due to overtopping. The failure pattern, pore water pressure, earth pressure and settlement by overtopping were compared and analyzed. The pattern of the failure by overtopping was gradually enlarged towards reservoirs crest from the spillway transition zone at initial stage. In the rapid stage and peak stage, the width and depth of failure gradually increased, and the pattern of the failure appeared irregular and several direction of the erosion. In the early stage, the pore water pressure at spillway transitional zone was more affected as its variation and failure width increased. In the peak stage, the pore water pressure was significantly increased in all locations due to the influence of seepage. The earth pressure increased gradually according to overtopping stage. The pore pressure by the numerical analysis was larger than the experimental value, and the analysis was more likely to increase steadily without any apparent variation. The horizontal and vertical displacements were the largest at the toe of slope and at the top of the dam crest, respectively. The results of this displacement distribution can be applied as a basis for determining the position of reinforcement at the downstream slope and the crest. The collapse in the overtopping stage began with erosion of the most vulnerable parts of the dam crest, and the embankment was completely collapsed as the overtopping stage increased.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권8호
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• pp.5-11
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• 2023

최근 이상기후로 인한 집중호우가 빈번히 발생함에 따라 비탈면의 표층 유실 및 간극수압의 증가로 인한 비탈면의 붕괴가 자주 발생하고 있다. 비탈면의 붕괴를 방지하기 위해서 활동저항력을 증가시키거나 간극수압을 감소시키는 등의 다양한 공법들이 적용되고 있으며, 활동저항력과 간극수압의 조건을 동시에 만족시킬 수 있는 공법이 적용되면 비탈면 붕괴에 효율적으로 대응할 수 있기 때문에 이에 관한 연구가 꾸준히 수행되고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 기존 수평으로 적용되는 배수재의 매설 경사를 상향 방향으로 매설하여, 비탈면의 보강 및 배수 기능을 모두 만족시킬 수 있는 상향식 비탈면 보강 공법을 제안하였다. 또한, 제안한 공법의 보강 및 배수효과가 가장 우수한 매설각도를 확인하기 위해 대표 단면에 수평 배수재를 0°~60°로 10° 단위로 설정한 조건에서 공법의 보강 및 배수 효과를 확인하였으며, 배수효과가 가장 뛰어난 40°와 안전율이 가장 우수한 20°의 조건으로 실내 모형실험을 수행하여 수치해석 결과를 검증하였다. 그 결과, 수치해석 결과와 마찬가지로 40°에서 상대적으로 배수효과가 높게 나타났으며, 20°의 경우 원활한 배수가 이루어지지 않아 비탈면이 붕괴되는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, 상향식 비탈면 보강재의 보강 및 배수효과를 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.101-109
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• 2022

본 연구에서는 근접 굴착에 의한 지하 인프라 매설물의 변위 발생에 미치는 되메움 재료 종류의 영향을 검토하기 위하여 일련의 실내모형실험을 수행하였다. 모형실험에서는 기존 매설물 주변의 되메움 재료를 일반 토사(주문진 표준사)와 CLSM으로 적용하였으며, 실험결과를 바탕으로 굴착면과 되메움부의 이격거리에 따른 굴착 단계별 매설물의 변위를 분석하였다. 매설물 주변의 되메움 재료로 토사를 적용한 경우, 굴착으로 인한 배면의 토사가 붕괴한 후 안식각을 이루며 사면 안정화가 이루어 지는 과정이 굴착 단계마다 반복되었다. 그리고 토사의 붕괴선이 매설물 설치 위치를 지나게 되는 굴착 단계에서 매설물의 변위가 발생하기 시작하였다. 되메움 재료로 CLSM을 적용한 경우, 굴착면과의 이격 거리와 관계없이 되메움 심도까지 굴착이 진행되어도 모형지반의 수평 및 연직 변위는 거의 발생하지 않았다. 이러한 결과를 바탕으로 지하 매설물 설치 후의 되메움 재료를 선택함에 있어서 CLSM과 같은 비교적 강성이 큰 재료를 선택함으로써 근접 굴착으로 인해 발생되는 횡토압에 대한 저항과 원지반의 붕괴 억지 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.