• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.129-138
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• 2008

차수성이 요구되는 제체나 댐체에 대하여 안정성을 판단하고자 할 경우 파이핑 현상발생 여부를 검토한다. 제체나 댐체는 층 다짐을 수행하면서 축조되므로 투수성은 수평방향 투수계수($k_x$)와 연직방향 투수계수($k_y$)가 서로 다른 이방성이 될 수 있다. 본 연구에서는 여러 가지 투수계수 비(k-ratio=$k_y/k_x$k)에 따른 침투해석을 수행하여 유출동수경사와 침투유속을 파악하고, 이론식에 의한 한계동수경사와 경험식에 의한 한계유속과 각각 비교.검토하여 파이핑에 미치는 영향을 검토하였다. 연구결과 투수계수 비는 한계동수경사 개념으로 파이핑 현상발생에 대한 안정성을 검토할 경우 매우 중요한 요소로 작용하나, 한계유속 개념에 대해서는 상대적으로 중요도가 매우 낮은 것으로 확인되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.103-109
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• 2008

사면에서의 강우는 경사와 토양의 물리적 성질에 따라 침투와 유출이 분리되게 되는데, 사면 해석에서는 강우가 모두 침투된다는 가정 하에 분석이 이루어져 지하수위가 과대 산정되는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 서울지점의 강우분석에 이어 해석적 침투모형 중 적용성이 뛰어난 NRCS 모형과 Horton 모형을 이용하여 토양형에 따른 침투량과 유출량을 분리시킨 후, 토양을 분석하였다. 사면의 경사는 국내 설계기준에 의해 많이 적용되는 경사에 대한 단면을 구성하였으며, 산정된 침투량을 바탕으로 경사보정을 한 후 수치해석을 통해 침투거동 및 지하수위양상에 대해 분석하였다. 분석 결과에서 토양형이 D형에서 A형으로 갈수록 지하수위 변화양상이 크게 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.81-89
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• 2009

제방을 설계하거나 기존제방을 보강하기 위해서는 침투해석이 필요하다. 미국, 유럽 등과 같이 대규모하천이 대부분인 외국에서는 댐에서와 같이 정상침투해석을 하고 있으나 우리나라와 일본하천의 경우는 홍수지속시간이 짧아 설계홍수파형을 정상상태로 해석할 경우에는 과대한 외력을 주게되므로 시간에 따른 수위변화를 고려한 비정상 침투해석을 하여야한다. 이 경우 하천수위와 지속시간에 대한 홍수파형이 필요하나 국내에서는 명확한 기준이나 지침이 없다. 본 연구에서는 비정상침투해석에 사용되는 설계홍수파형을 유도하였다. 수위자료가 양호한 낙동강 수계 진동 등 5개 수위관측지점의 과거 주요홍수에 대해 지속시간별 홍수위를 조사하여 무차원화를 시켰다. 그리고 통계적.확률적 처리를 통하여 무차원 설계홍수파형을 작성하였다. 작성된 홍수파형의 적정성은 과거 발생한 원홍수사상과 금회 유도한 설계홍수파형을 이용하여 침투해석을 시행하고 일본의 방법과 비교해서 적정성을 분석하였다. 동수경사법과 한계유속법에서 오차는 각각 진동 $0{\sim}0.7%,\;0{\sim}0.7%$, 현풍 $1.6{\sim}4.0%$, $1.7{\sim}4.1%$, 왜관 $0.6{\sim}3.6%$, $0.6{\sim}3.7%$, 낙동 $2.0{\sim}8.1%$, $2.0{\sim}8.1%$, 정암 $1.2{\sim}9.8%$, $1.3{\sim}9.9%$로 나타났다. 상관성($R^2$)은 $0.983{\sim}0.999$ 정도로 매우 상관성이 높게 나타났으며, 일본의 방법보다 합리적이며, 실무에 적용이 가능한 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권4호
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• pp.671-683
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• 2017

Groundwater control is a significant issue in most underground construction. An estimate of the inflow rate is required to size the pumping system, and treatment plant facilities for construction planning and cost assessment. An estimate of the excavation-induced drawdown of the initial groundwater level is required to evaluate potential environmental impacts. Analytical and empirical methods used in current engineering practice do not adequately account for the effect of the jointed-rock-mass anisotropy and heterogeneity. The impact of geostructural anisotropy of fractured rocks on tunnel inflows is addressed and the limitations of analytical solutions assuming isotropic hydraulic conductivity are discussed. In this paper the unexcavated Zagros tunnel route has been classified from groundwater flow point of view based on the combination of observed water inflow and numerical modeling results. Results show that, in this hard rock tunnel, flow usually concentrates in some areas, and much of the tunnel is dry. So the remaining unexcavated Zagros tunnel route has been categorized into three categories including high Risk, moderately risk and low risk. Results show that around 60 m of tunnel (3%) length can conduit the large amount of water into tunnel and categorized into high risk zone and about 45% of tunnel route has moderately risk. The reason is that, in this tunnel, most of the water flows in rock fractures and fractures typically occur in a clustered pattern rather than in a regular or random pattern.

• 지질공학
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• 제31권2호
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• pp.165-178
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• 2021

자연사면을 대상으로 강우에 따른 침투해석 및 사면안정해석을 통하여 사면토층의 흙-함수특성곡선(SWCC) 맞춤계수에 따른 안정성의 영향을 평가하였다. 연구 대상사면의 토질시료를 채취하여 토층의 물리적, 역학적 및 불포화 특성을 실험하였다. 현장조건의 흙-함수특성곡선(SWCC)의 맞춤계수 α 및 n을 변화시켜 침투해석을 통한 포화심도를 산정하였으며, 이를 고려하여 한계평형해석기법을 이용한 사면안정해석을 수행하였다. 강우에 의한 침투해석 결과에 따르면 맞춤계수 α가 감소함에 따라 토층 내 포화심도가 급격하게 증가하며, 전체 토층에 대한 포화시간도 짧아지는 것으로 나타났다. 그리고 포화심도를 고려한 사면안정해석결과에 의하면 맞춤계수 α가 감소함에 따라 사면안전율은 급격하게 감소하지만, 맞춤계수 n을 증가시키더라도 사면안전율의 변화는 매우 작은 것으로 나타났다. 따라서 강우침투로 인한 포화심도와 이를 고려한 사면안정성은 흙-함수특성곡선(SWCC)의 맞춤계수 α에 크게 영향을 받으며, 맞춤계수 n의 영향은 상대적으로 매우 작음을 알 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.5-16
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• 2016

A rainfall induced slope failure is a common natural hazard in mountainous areas worldwide. Sudden and rapid failures which have a high possibility of occurrence in a steep slope are always the most dangerous due to their suddenness and high velocities. Based on a series of experiments this study aimed to determine a critical angle which could be considered as an approximate threshold for a sudden failure. The experiments were performed using 0.42 mm mean grain size sand in a 200 cm long, 60 cm wide and 50 cm deep rectangular flume. A numerical model was created by integrating a 2D seepage flow model and a 2D slope stability analysis model to predict the failure surface and the time of occurrence. The results showed that, the failure mode for the entire material will be sudden for slopes greater than $67^{\circ}$; in contrast the failure mode becomes retrogressive. There is no clear link between the degree of saturation and the mode of failure. The simulation results in considering matric suction showed good matching with the results obtained from experiment. A subsequent discarding of the matric suction effect in calculating safety factors will result in a deeper predicted failure surface and an incorrect predicted time of occurrence.

• 한국해양공학회지
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• 제28권6호
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• pp.517-526
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• 2014

The leakage of cryogenic LNG through cracks in the insulation membrane of an LNG carrier causes the hull structure to experience a cold spot as a result of the heat transfer from the LNG. The hull structure will become brittle at this cold spot and the evaporated natural gas may potentially lead to a hazard because of its flammability. This paper presents a computational model for the LNG flow and heat diffusion in an LNG insulation panel subject to leakage. The temperature distribution in the insulation panel and the speed of gas diffusion through it are simulated to assess the safety level of an LNG carrier subject that experiences a leak. The behavior of the leaked LNG is modeled using a multiphase flow that considers the mixture of liquid and gas. The simulation model considers the phase change of the LNG, gas-liquid multiphase interactions in the porous media, and accompanying rates of heat transfer. It is assumed that the NO96-GW membrane storage is composed of glass wool and plywood for the numerical simulation. In the numerical simulation, the seepage, heat diffusion, and evaporation of the LNG are investigated. It is found that the diffusion speed of the leakage is very high to accelerate the evaporation of the LNG.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.51-59
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• 2014

국내 토사 사면 불안정성의 일반적인 형태는 얕은 사면파괴와 토석류로 구분할 수 있다. 일반적으로 이러한 사면파괴는 장기간의 기후변화 영향에 의해 강우강도 및 지속시간에 의존성이 높아지고 있다. 본 연구는 전국 58개 기상관측소에서 최근 38년간 강우 관측 자료를 정량적(지속 시간별 최대강우강도로 분류)으로 이용하여 강우로 발생하는 자연사면의 안정성과 철도나 고속도로와 같은 수직하중이 재하되고 있는 토목섬유로 보강된 성토사면의 불안정성을 평가하고자 한다. 강우패턴에 따른 무한사면과 토목섬유 보강된 유한사면 안정해석은 1973년부터 2010년까지의 기간을 대략 10년 단위로 나누어 관측소별 지속시간에 따른 최대강우량을 산정하여 수행하였다. 기상관측소에서 최대강우강도를 사용하여 불포화 침투해석을 수행하여, 산사태 위험도를 10년 단위별 4단계에 걸쳐 등고선 지도로 나타내었다. 비록 지반조건을 화강풍화토의 평균적인 강도정수와 일반적인 경사로 일정하게 가정하였지만, 장기간 기상관측자료를 토대로 기후 변화에 따른 사면의 불안정성을 예측할 수 있었으며, 기상변화의 경향을 대비할 수 있는 지반구조물의 적절한 설계도움이 되리라 판단된다.