• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.51-60
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• 2021

하천의 세굴은 교각 주변의 흙을 침식시켜 교각의 횡방향 지지력을 저감시키고 구조물의 건전도를 저하시키게 된다. 본 연구에서는 세굴이 구조물의 건전도에 미치는 영향을 살펴보고자 주변지반의 굴착에 따른 교각의 고유진동수 측정실험을 수행하였다. 폐교예정인 만경강교의 우물통기초 교각에서 충격진동시험을 수행하였다. 교각의 상단, 중앙, 하단에 가속도계를 부착하고 세 지점을 타격하여 가속도를 계측하였다. 실험 결과, 타격위치에 따른 가속도 측정값 중 상단타격이 일관되고 합리적인 가속도 결과를 보여주었다. 계측된 가속도는 고속 푸리에 변환(FFT)을 통하여 주파수 영역으로 변환되었고, 이를 이용하여 고유진동수를 측정하였다. 또한, 세굴이 교각의 고유진동수 변화에 미치는 영향을 분석하기 위하여 교각 주변 지반을 굴착하면서 고유진동수의 변화를 측정하였다. 그 결과, 굴착 깊이에 따라 고유 진동수가 감소하는 경향을 보여주었지만, 우물통 기초형식이 큰 강성을 가지고 있어 그 감소폭은 작은 것으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.147-154
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• 2003

본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 원환 설치 전 후 교각 주위의 수리특성을 분석하였다. 하천 흐름에서 교각 전 후의 수위 변화를 분석한 결과, 교각 전면부에서 원환 설치 전 후의 수위차는 약 0.2cm, 교각 후면부에서 원환 설치 전 후의 수위차는 약 0.1cm로 거의 변화가 없었다. 따라서, 원환이 하천 흐름에 장애가 되지 않는 것으로 판단되었다. 또한, 교각 전 후의 유속 변화를 분석한 결과, 교각 전 후면부에서 원환 설치 전 후의 흐름방향 유속(u)과 횡방향 유속(v)은 변화를 보이지 않았으며, 교각 전면부에서 연직방향 유속(w)은 수심비(y/D)가 0.33인 지점에서 약 16.72% 최대감소효과를 나타냈으며, 교각 후면부에서 연직방향 유속(w)은 수심비(y/D)가 0.67인 지점에서 약 15.83% 최대감소효과를 나타내었다. 원환을 설치했을 경우 교각 주위에서 세굴을 일으키는 하강류의 발생을 억제함으로써 국부세굴심을 감소시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.291-301
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• 1998

본 연구에서는 치수 및 이수에 있어서 항상 어려움을 겪고 있는 개수로 만곡구간에서 하상재료의 변화에 따른 흐름 및 하상변동 특성을 분석하기 위하여 중심각 180'인 만곡수로를 제작하고, 모래(D50 = 0.26 MM, S = 1.54)와 안트라싸이트(D50 = 0.26 mm, S = 1.54)를 하상재료로 선택하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 최대세굴심은 만곡각 30'-60' 외측제방부근에서 평균수심의 약 2배까지 실측되었으며, 최대세굴심의 발생위치는 안트라싸이트인 경우에 모래에서보다 5'-15' 정도 상류부에서 관측되었다. 종단면 최대유속선은 하상재료와 관계없이 내측에서 외측으로 편의되고 있으며, 하상이 거칠수록 하류로 이동하였다. 하상이 매끄러울수록 흐름의 최대 편의각은 만곡수로 상류부에서 발생하고 있으며, 그 크기도 증가하였다. 안트라싸이트의 경우가 모래의 경우보다 2차흐름이 크게 발생하는 것으로 실측되었으며, 두개의 핵이 존재하는 현상이 관측되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1102-1108
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• 2014

본 연구는 육상 및 수중 타설을 통한 SPF 공법의 하상보호능력을 평가하는 것이 목적이다. 이를 위해 실제 하상보호공의 1/10 축소모형 매트를 제작하여 육상과 수중에서 모르타르를 타설했으며 실험을 통해 각 매트의 한계유속을 평가하였다. 실험 결과 매트는 대부분 수로 중앙부의 지지력 감소로 파괴가 발생했으며 상대적으로 유속이 약한 수로 가장자리에서 안정성을 확보하였다. 한계유속 분석 결과 육상타설은 6.51 m/s, 수중타설의 경우 9.80 m/s가 안정성을 확보할 수 있는 유속인 것으로 나타났으며 0.50 m 두께의 SPF매트를 콘크리트 블록으로 대체할 경우 최대 2.21 m 두께가 필요한 것으로 계산되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.516-516
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• 2023

하천 만곡부 외곽 하안부의 빠른 유속은 침식을 유발하고 내측의 느린 유속은 토사 퇴적의 원인이 된다. 이는 하천 지형을 지속적으로 변화시키는 원인이 되고 나아가 하천 주변의 환경뿐만 아니라 안정성에도 문제를 일으킨다. 하천의 안정성과 수생태계 보존을 위해서는 수제와 같은 인공 구조물을 설치하여 하도의 안정을 유지할 수 있다. 수제는 후류에 느린 유속을 발생시켜 침식을 예방하고 제방과 하안을 보호한다. 그러나 수제 주변에서 발생하는 강한 와류는 국부 세굴을 유발하여 구조물의 안정성을 저해하기도 한다. 본 연구에서는 이동상 수리실험을 통해 수제 주변에서 발생하는 국부 세굴 및 후류에서의 하상 변동을 측정하였다. 수리실험은 길이 10 m, 폭 0.44 m, 높이 0.59 m인 수로에서 D50 = 2.98 mm인 모래를 사용하였고 하상변동은 하상이 평형상태에 이르렀을 때 물의 흐름을 멈추고 측정하였다. 실험 결과를 바탕으로 평형상태의 하상변동과 시간 변화에 따른 세굴심 변화를 도출하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.723-728
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• 2014

세굴방지를 위하여 설치하는 해안구조물의 쇄파효과를 검증하기 위하여 수리조파실험이 실시된다. 하지만 수리조파실험을 실시하기 위해서 사용되는 실험 장치와 해안구조물의 제작에 많은 비용과 시간이 소요된다. 수치해석모델과 수리조파실험의 해석결과를 비교하여 검증하면, 수치모델을 활용하여 쇄파효과를 예측할 수 있고 실험 장치와 해안구조물 제작에 소요되는 비용과 시간을 절약할 수 있다. 본 연구에서는 다면체 사석 구조물을 대상으로 수치해석결과와 수리조파실험 결과의 처오름 및 처내림 높이 비교분석을 수행하였고 해석적 모의 조파실험 모델링 기법을 검증하였다. 또한, 사용한 수치해석 접근 방법을 활용하여 사석의 부피비와 마찰면적을 변화시켜 쇄파효과를 예측하였다.

• 농업과학연구
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• 제47권1호
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• pp.163-171
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• 2020

In this study, a large laboratory model experiment was conducted with the aim of developing an embankment reinforcement method to prevent overtopping, which is the main cause for the failure of agricultural reservoirs. The model experiment was carried out with concrete and asphalt as a permanent reinforcement method and with geomembrane as the emergency method at a deteriorated homogeneous reservoir. Under the non-reinforced conditions, the pattern of the failure appeared in several scour directions from the downstream slope as the overtopping began, and the width and depth of the erosion were magnified as it gradually moved to the dam crest. Under the conditions reinforced with asphalt and concrete, the overtopping was stabilized. In the case of the concrete reinforcement, it was found that the slope of the riprap boundary exhibited downward erosion by the current; thus, it was necessary to construct an extension up to the riprap joint of the upstream and downstream sides to prevent the expansion of the failure. Under the conditions reinforced with the geomembrane sheet, the overtopping was stabilized, and no seepage was found that required the emergency reinforcement method. Asphalt, concrete, and geomembrane sheet reinforcements have been shown to be capable of delaying failure for about 1 hour and 40 minutes compared to the non-reinforcement conditions. The reinforcement method is considered to be a very effective method to prevent disasters during overtopping. The pore water pressure can be used as useful data to predict the risk of failure at an embankment.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.295-295
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• 2018

본 연구는 보 상류 하상경사 변화에 따른 보 하류부의 세굴 문제점 개선을 위해 하상경사에 대한 세굴영향을 분석하기 위한 실험연구이다. 세굴실험은 상류 하상경사 변화에 대해 보 하류부의 세굴변화를 중심으로 세굴영향을 검토하였다. 본 실험은 상류 하상경사 변화에 대한 세굴영향을 분석하기 위한 것으로 총 6개 하상경사에 대해 국부세굴 및 퇴적경향을 비교분석하였다. 보의 높이 및 물받이 길이는 0.3 m로 설치하였고, 실험 단위폭당 유량은 $0.117m^3/s/m$로 모든 케이스에 동일하게 적용하여 수행하였다. 보를 통과하는 고속사류로 인한 국부세굴의 영향분석을 위해 광대역 레이저 스캐너(RIEGL LMS-Z390)를 이용하여 세 퇴적량을 측정 및 분석하였다. 연구결과, 상류 하상경사 변화에 따른 보 하류부 세굴 특성 분석 결과 상류부의 하상경사가 급해질수록 세굴길이 및 세굴심도의 값은 크게 변화하는 것을 확인하였다. 이는 하상경사 변화에 따라 수류의 총에너지 경사가 급하게 변화하게 되고 따라서 보 하류부의 소류력 증가에 기인한 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권1호
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• pp.49-58
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• 2021

The resistance of soil to the tractive force of flowing water is one of the essential parameters for the stability of the soil when directly exposed to the movement of water such as in rivers and ocean beds. Biopolymers, which are new to sustainable geotechnical engineering practices, are known to enhance the mechanical properties of soil. This study addresses the surface erosion resistance of river-sand treated with several biopolymers that originated from micro-organisms, plants, and dairy products. We used a state-of-the-art erosion function apparatus with P-wave reflection monitoring. Experimental results have shown that biopolymers significantly improve the erosion resistance of soil surfaces. Specifically, the critical shear stress (i.e., the minimum shear stress needed to detach individual soil grains) of biopolymer-treated soils increased by 2 to 500 times. The erodibility coefficient (i.e., the rate of increase in erodibility as the shear stress increases) decreased following biopolymer treatment from 1 × 10-2 to 1 × 10-6 times compared to that of untreated river-sands. The scour prediction calculated using the SRICOS-EFA program has shown that a height of 14 m of an untreated surface is eroded during the ten years flow of the Nakdong River, while biopolymer treatment reduced this height to less than 2.5 m. The result of this study has demonstrated the possibility of cross-linked biopolymers for river-bed stabilization agents.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권2호
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• pp.103-110
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• 2018

Most of the intake facilities of small agricultural reservoirs are conduits and they are regarded as serious defects due to the structural weakness that penetrates the body of the dam, and countermeasures are needed. This study suggests the application method of siphon type water intake facility by hydraulic model test and physical scale model test of siphon type water intake facility which has high safety and easy maintenance. Experimental results show that sufficient flow rate can be secured for the purpose of intaking water according to the differential head between the reservoir and the discharge part, and the flow rate can be controlled by the valve. The negative pressure was -31.5 kPa, and vibration and noise did not occur during the operation of the siphon. The maximum flow velocity in the discharge outlet was 1.11 m/s which meets the criterion for irrigation canals. Therefore, scour risk would be very low. As a result of the inflow distribution experiment, even if the inflow part is separated by only about 0.8 m, the flow velocity is remarkably decreased, so that the clogging by debris would not appear. When the pump was operated only once for the first time and the inside of the siphon was filled with water, continuous operation was possible by only valve operation. The results of this study are expected to be used for the design guidelines of the water intake facilities and improve safety and maintenance convenience of agricultural reservoirs.