• 한국수자원학회논문집
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• 제44권6호
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• pp.449-459
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• 2011

사석 입자의 운동을 시작하는 한계평균유속은 사석의 평균입경, 수심에 대한 사석의 평균입경 비, Froude수 및 한계평균유속에 대한 난류전단속도 비에 따라 증가함을 실험을 통해 확인하였고, 이 값을 사석의 수리적 안정성을 지배하는 변수로 채택하여 회귀분석을 통한 사석의 안정성 실험식을 개발하였다. 개발된 사석 안정성 식은 기존 실험의 유속범위인 0.36~0.73 m/s에서 0~5.0 m/s까지 확장시켜 실제 하천에 적용 가능성을 검토하였다. 큰 값의 Reynolds수의 확장에 따른 한계평균유속을 포함한 매개변수간의 유용한 상관성을 제시하였다. 실험값으로부터 확장된 큰 값의 Reynolds의 범위에서의 사석 안정성에 대한 평균입경의 산정은 0~3.0 m/s에서는 미국 토목학회 공식과 미개척국에서 제시한 안정성식과 적합함을 보였으며, 3.0~5.0 m/s에서는 미국 토목학회 공식과 잘 일치하였다. 개발된 사석평균입경 결정공식은 일반적으로 미국 토목학회 공식과 잘 일치하였고, 기존 안정성식과 비교한 결과 대부분 잘 일치하는 것으로 확인되었다. 따라서 개발된 사석평균입경 산정식은 높은 사용성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 물과 미래
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• 제28권4호
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• pp.205-213
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• 1995

하천 지형학의 중요한 요인이 되는 사행하천의 흐름은 토목기술자와 상당한 관련이 있다. 특정한 하천에 대해 하도개량을 적용시키기 위한 일반적인 기준을 서술하기는 곤란하나 토목설계자에게 어떤 원칙과 기준을 제공하는 것은 중요하다. 본 실험 연구의 목적은 토목 설계자를 위해 수리모형실험에 의한 사석에 대한 기준을 제시하는 것으로, 제방 안전에 효과적으로 사용하기 위한 사석무게 및 크기에 대해 수리모형실험에서 구한 사석을 배치하여 만곡호안을 보호할 수 있도록 하였다. 곡정 상류에 배치되는 사석의 무게는 U.S.B.R.과 Brahams 식으로 구한 결과값을, 크기는 Mavis와 Laushey의 식으로 구한 결과값을 사용할 수 있고, 곡정 하류에 배치되는 사석의 무게는 Brahms식으로 구한 결과값을, 크기는 Steinberg식으로 구한 결과값을 사용할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권12호
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• pp.1035-1044
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• 2016

제방과 보의 접속부에서는 복잡한 3차원이 흐름이 발생하여 붕괴가 자주 발생한다. 따라서 연결부에는 일반적인 호안에 비해 큰 안정성을 가진 연결호안의 설치가 필요하다. 그러나 연결호안에 대한 설계기준은 하천설계기준에 제시되어 있지 않기 때문에 연결호안의 공학적인 설계를 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 연결호안에 사석을 포설하고 사석의 이탈조건을 파악하기위해 유량을 변화시켜가며 실험을 수행하였으며 실험수로는 폭 4 m, 길이 20 m의 직선수로이며 한쪽에만 제방이 설치되어 있다. 연결호안의 사석직경은 0.03 m 이며 유입유량은 $0.5{\sim}0.8m^3/s$이다. 동일한 조건에 대한 수치모의를 수행하여 연결부에 대한 흐름조건 및 제방 비탈면의 전단응력 등의 분포를 통해 영향범위를 파악하였다. 그 결과 연결호안의 경우 일반호안에 비해 사석직경이 4.1~6.9배 크게 산정되는 것으로 나타났으며 사석의 이탈속도가 같아도 유량이 클수록 취약지역의 범위가 하류방향으로 더 길게 발달하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 연결호안 주변의 수리학적 특성에 따른 사석직경 및 영향범위를 산정하는 방법을 제안하였으며 추후 고수부지의 영향, 다양한 형식의 보와 호안에 대한 실험과 추가적인 검토가 수행된다면 연결호안의 안정성을 확보 할 수 있는 합리적인 설계방법을 제시할 수 있을 것이라고 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.753-761
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• 2001

본 논문에서는 교각주위에서의 국부세굴 방지를 위한 사석 크기 및 접근각도 영향계수를 결정하기 위한 실험을 실시하였으며, 실험결과에 기초하여 사석크기 결정 공식과 접근각도 영향계수를 제안하였다. 접근각도 영향계수는 교각의 장폭비에 따라 다른 값을 보이며 교각에서의 접근각도가 증가됨에 따라 영향계수가 증가하는 경향을 보인다. 본 연구에서는 90%, 92.86%, 95%의 개도비와 1∼4의 장폭비를 가진 교각과 00, 150, 300, 450 및 600의 접근각도에 따른 실험을 실시하여 교각주위에서 국부 세굴 방지를 위한 사석크기를 결정하는 1개의 공식을 제안하였다. 본 논문에서 제안된 사석보호공의 크기 결정공식을 사용하여 사석을 크기를 산정한 결과와 기존의 6개의 사석 보호공 공식을 비교한 결과, 본 공식을 사용한 결과는 Richardson 공시을 이용하여 산정한 사석크기와 비슷한 결과를 나타내었다. 교각설치지점에 대한 흐름의 접근각도 영향계수가 고려된 본 논문에서 제안된 사석보호공 공식은 향후 국내 하천에서의 국부세굴 방지를 위한 사석보호공 설계에 폭넓게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.385-392
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• 2000

교각과 기초로 구성되는 불균일단면교각 주위의 사석보호공의 거동에 관련된 인자들의 영향에 관한 실험결과가 기술된다. 불균일단면교각은 교각의 전 길이에 대한 단면이 일정하지 않고 직경 bp의 원주가 보다 큰 직경 bf인 기초에 설치된 구조이다. 사석보호공의 안정은 기초의 높이에 따라 크게 영향을 받으며 한계기초높이, Zc가 존재함이 밝혀졌다. 한계기초높이는 균일단면교각의 한계유속과 같은 한계유속을 갖는 불균일단면교각의 기초높이로 정의되고 실험결과 Zc=0.8bf로 밝혀진다. 기초높이가 Zc보다 작으면 기초의 상류연장으로 작용하여 사석보호공은 더 안정하게 되고, 기초높이가 Zc보다 크게 되면 기초는 단면이 증대된 교각으로 작용하고 기초 자체의 하강류로 인하여 사석보호공은 불안정하게 되어 쉽게 움직이게 된다. 기초상단면적의 영향과 불균일단면교각의 사석보호공의 크기 결정방법이 또한 기술된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권1호
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• pp.1-10
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• 2023

제방은 기본적으로 물이 넘치지 않도록 하기 위하여 조성되는 구조물이다. 개발된 제방보강 기술은 바이오폴리머와 골재를 혼합하여 제방의 붕괴로 발생되는 대규모 재난을 방지하기 위한 기술로 제방의 세굴 및 붕괴 등을 억제하는데 목적이 있다. 개발된 기술은 호안 사면 등에도 활용이 가능하지만 시공성이 수월하여 월류파괴에 대한 대응 기술로 적용하기 용이하다. 개발된 기술을 현장에 적용하기 위해서는 기술의 안전성을 확보해야 하므로 현장시범사업 등 실제 적용에 대한 연구가 필요하다. 하지만 월류 파괴는 현장에서 시범사업을 수행할 수 없으므로 본 연구에서는 실규모 실험을 통해 현장 적용성 연구를 수행하였다. 실규모실험은 안동에 위치한 하천실험센터에서 수행하였으며, 인위적인 월류를 통하여 제방 세굴 및 붕괴 상황을 검토하였다. 실험결과 개발기술이 월류파괴에 대해 대응 가능하고 붕괴를 억제할 수 있는 기술로의 실증을 수행하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.725-731
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• 2000

정지상조건에서 교각주위에 부설되는 보호공으로서 돌망태의 성능을 조사하기 위하여 실험이 수행되었다. 돌망태의 채움재료로서 사석의 크기는 돌망태의 시동에 영향을 주지않음이 밝혀졌다. 돌망태의 안정에 중요한 인자는 접근유속과 수심, 교각의 크기, 돌망태의 길이와 두께 등으로 조사 되었다. 같은량의 사석을 사용하는 경우 개체사석보다는 돌망태와 같이 집합체로서 안전성이 크게 증가된다. 돌망태의 길이가 시동에 특히 중요한 인자로서 길이를 증가하면 안전성이 증가한다. 또한 실험 결과는 교각주위 돌망태 크기의 결정식 유도에 사용되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.845-854
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• 2008

하천과 관련된 역사와 문화를 지닌 신라의 옛 교량 월정교는 우리나라의 고대 교량의 축조방법과 토목기술을 보여주고 있으며 국내에서 가장 오래된 석교로써 복원사업이 현재 수행되고 있고 교량뿐만 아니라 주변 지형까지 복원하는 방식으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통해 월정교 영역의 수위와 유속 등의 수리특성 및 교각세굴과 옛 방식의 격자판과 사석을 조합한 세굴보호공의 안정성을 분석하였다. 실험 결과 빈도별 홍수 발생시 교각 복원으로 인한 수위 상승은 30cm 내외였으며 최대 상류 200m까지 영향을 미쳤다. 최대세굴심은 4번 교각에서 5.4m로 나타났으며 세굴보호공 실험은 경험공식을 이용하여 계산된 사석크기와 기존에 설치되었던 보호공 영역을 그대로 적용한 조건에 대해서 실험을 실시하였고 기존에 설치된 조건에서의 실험 결과 세굴보호공의 전면부에서 사석이 이탈하였으나 세굴보호공 영역을 국부세굴이 발생하는 세굴영역까지 확장한 조건에서 추가 실험을 실시한 결과 안정적인 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권2호
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• pp.38-45
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• 2003

본 연구는 항만공사시 발생되는 부유토사의 거동특성을 분석하기 위하여 항만공사 중 가장 비중이 높은 공정 중의 하나인 사석공사를 대상으로 부유토사 발생거동에 대해 조사하였다. 조사는 방파제조성을 위한 기초사석투하시, 준설토투기장 호안조성시 사석투하를 위해 바지선상에서 사석적재시 및 속채움용 사석투하시를 대상으로 하였다. 본 조사결과에 의하면 방파제 기초사석(0.001~0.03㎥)투하시 부유토사의 발생이 현저히 나타났으며, 확산범위는 대조기의 경우 약 500m이상까지 확산됨을 알 수 있었다. 사석적재시(바지선상)의 부유토사의 거동특성에 대한 조사결과 바지선으로부터 해상으로 흘러내리는 사석으로 인해 부유토사가 발생하여 바지선 주변에서는 늪은 탁도를 나타냈다. 수심별 조사결과 표층의 경우 부유토사는 바지선 주변에 국한되고 곧 침강하여 넓은 범위로 확산하지는 않았다. 그러나 저층의 경우에는 약 100m까지 확산되었으며 그 이후 SS농도가 급격히 저하되어 배경농도를 나타냈다. 포크레인을 이용한 속채움용 사석(0.03㎥이하)투하시의 부유토사 거동특성에 대한 조사결과 표층의 경우 약 300m까지, 저층의 경우는 300m 이상까지 확산됨을 알 수 있었다. 본 연구결과에서 흥미로운 사실은 항만공사시 발생하는 부유토사는 표층의 경우 취송류의 영향을 많이 받고 저층의 경우 조류의 영향을 받으며, 부유토사의 확산은 표층보다는 저층으로 더 멀리 확산된다는 사실을 알 수 있었다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(1)
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• pp.369-370
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• 2005