• 제목/요약/키워드: soil-water coupling analysis

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Analysis of stress, magnetic field and temperature on coupled gravity-Rayleigh waves in layered water-soil model

  • Kakar, Rajneesh;Kakar, Shikha
    • Earthquakes and Structures
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    • 제9권1호
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    • pp.111-126
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    • 2015
  • In this study, the coupled effects of magnetic field, stress and thermal field on gravity waves propagating in a liquid layer over a solid surface are discussed. Due to change in temperature, initial hydrostatic stress and magnetic field, the gravity-sound Rayleigh waves can propagate in the liquid-solid interface. Dispersion properties of waves are derived by using classical dynamical theory of thermoelasticity. The phase velocity of gravity waves influenced quite remarkably in the presence of initial stress parameter, magneto-thermoelastic coupling parameter in the half space. Numerical solutions are also discussed for gravity-Rayleigh waves. In the absence of temperature, stress and magnetic field, the obtained results are in agreement with classical results.

3차원 수치해석을 이용한 군말뚝기초의 반복수평하중재하실험에 대한 연구 (3D numerical simulation of group-pile foundation subjected to horizontal cyclic loading)

  • 진영지;김진만;최봉혁;이대영
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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    • pp.515-518
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    • 2010
  • Horizontal forces may form a major part of the loading system for structures supported on pile groups. It is known that during a strong earthquake, the dynamic behavior of a group-pile foundation is related not only to the inertial force coming from the superstructures but also to the deformation of the surrounding ground. Therefore, it is necessary to understand the behaviors of the group-pile foundations and superstructures during major earthquakes. In this paper, numerical simulation of real-scale group-pile foundation subjected to horizontal cyclic loading is conducted by using a program named as DBLEAVES. In the analysis, nonlinear behaviors of ground and piles are described by cyclic mobility model and axial force dependent model (AFD model). The purpose of this paper is to prove availability of the analysis method by comparing numerical results and test results.

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기후변화에 따른 안동·임하호 유역의 부유사량 분석 (Analysis of Suspended Solid of Andong and Imha Basin According to the Climate Change)

  • 이근상;김정열;안소라;심정민
    • 한국지리정보학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.1-15
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    • 2010
  • 본 연구는 GIS 기반의 SWAT (Soil and Water Assessment Tools) 모형을 이용하여 탁수발생 잠재가능성 평가지표를 개발하고 수계별 탁수 관리방안 대책을 지원하기 위해 기후변화에 따른 안동호와 임하호 유역의 유출량과 부유사량의 변화특성을 분석하였다. 장래 기후변화자료는 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 A1B 기후변화시나리오의 MIROC3.2 hires 모델의 결과값을 이용하여 생성하였다. 과거의 기후자료(1977~2006)를 기반으로 20C3M (20th Century Climate Coupled Model) 모의값을 이용하여 강수와 온도를 보정한 뒤 CF (Change Factor) 기법으로 downscaling 하였다. 미래 기후변화 시나리오는 세 기간(2020s, 2050s, 2080s)으로 나누어 분석하였고, SWAT 모형과 연계하여 기후변화에 따른 유출량 및 부유사량의 변화를 산출하였다. 2020s, 2050s, 2080s 기간동안의 안동호와 임하호 유역의 유출량과 부유사량은 기준년도(2006)에 비해 증가하였고, 계절적인 분석에서도 봄, 가을, 겨울철 안동호와 임하호 유역의 유출량과 부유사량이 기준년도에 비해 증가하는 것으로 모의되었다. 단, 여름철 유량과 부유사량은 2020s에만 증가하고 2080s에는 감소하는 것으로 분석되었다.

한경유역에서의 건기와 우기의 변이기간 분석 (An Analysis of the Transition Time between Dry and Wet Period in the Han River Basin)

  • 이재수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.375-382
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    • 2000
  • 대유역의 지표면 수문현상은 추계학적 변동에 의해 야기되는 안정된 상태의 변이와 함께 몇 개의 발생빈도가 높은 안정된 상태의 영향을 받기가 쉬운데 그 이유는 지표면과 대기 상호관계의 밀접한 조합과도 관계가 있다. 따라서 각 안정상태에서의 체류기간 즉, 가뭄기나 홍수기의 지속기간이 중요한 연구 과제라 할 수 있으며 본 연구에서는 한강유역에 대하여 안정상태의 평균 변이기간을 분석하였다. 비선형 물수지모형을 한강 유역에 대하여 과거의 자료를 바탕으로 검정하였고 모형을 통한 물리과정의 추계학적 표현과 산정된 모형변수들로부터 안정상태사이의 평균 변이기간이 계산되었다. 본 연구는 안정상태 사이의 변이기간 혹은 거주기간, 즉 시스템이 주어진 안정상태에 머무는 기간(가뭄이나 홍수상태의 지속기간)의 예측과 밀접한 관계가 있다.

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위성영상 분류 기반 주암댐 유역 비점오염부하량 평가 (Estimation of Nonpoint Source Pollutant Loads of Juam-Dam Basin Based on the Classification of Satellite Imagery)

  • 이근상;김태근
    • 한국지리정보학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.1-12
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    • 2012
  • 본 연구에서는 비점오염원 평가에서 기대평균농도 적용에 필요한 토지피복 클래스를 추출하기 위해 Landsat TM 영상의 근적외선밴드 자료를 이용하여 농경지를 논과 밭으로 분류하였다. 환경부의 대분류와 중분류 자료를 이용하여 영상에서 분류한 토지피복도의 정확도를 평가한 결과, 각각 83.96%와 78.41%로 높은 정확도를 확보할 수 있었다. 그리고 영상분류를 통해 추출한 토지피복도를 기초로 하여 유출곡선지수와 직접유출을 평가한 결과 동복댐과 동복천 유역이 높게 분석되었다. 또한 유역별 기대평균농도 분석에서는 BOD, TN, TP 모두 겸백 수위표와 보성강상류 유역이 높게 나타났으며, 직접유출과의 조합을 통한 비점오염원 분석에서도 겸백 수위표와 보성강 상류 유역이 높게 분석되어 비점오염원 관리를 위한 중점 대상지역으로 선정되었다.

Grouting diffusion mechanism in an oblique crack in rock masses considering temporal and spatial variation of viscosity of fast-curing grouts

  • Huang, Shuling;Pei, Qitao;Ding, Xiuli;Zhang, Yuting;Liu, Dengxue;He, Jun;Bian, Kang
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제23권2호
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    • pp.151-163
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    • 2020
  • Grouting method is an effective way of reinforcing cracked rock masses and plugging water gushing. Current grouting diffusion models are generally developed for horizontal cracks, which is contradictory to the fact that the crack generally occurs in rock masses with irregular spatial distribution characteristics in real underground environments. To solve this problem, this study selected a cement-sodium silicate slurry (C-S slurry) generally used in engineering as a fast-curing grouting material and regarded the C-S slurry as a Bingham fluid with time-varying viscosity for analysis. Based on the theory of fluid mechanics, and by simultaneously considering the deadweight of slurry and characteristics of non-uniform spatial distribution of viscosity of fast-curing grouts, a theoretical model of slurry diffusion in an oblique crack in rock masses at constant grouting rate was established. Moreover, the viscosity and pressure distribution equations in the slurry diffusion zone were deduced, thus quantifying the relationship between grouting pressure, grouting time, and slurry diffusion distance. On this basis, by using a 3-d finite element program in multi-field coupled software Comsol, the numerical simulation results were compared with theoretical calculation values, further verifying the effectiveness of the theoretical model. In addition, through the analysis of two engineering case studies, the theoretical calculations and measured slurry diffusion radius were compared, to evaluate the application effects of the model in engineering practice. Finally, by using the established theoretical model, the influence of cracking in rock masses on the diffusion characteristics of slurry was analysed. The results demonstrate that the inclination angle of the crack in rock masses and azimuth angle of slurry diffusion affect slurry diffusion characteristics. More attention should be paid to the actual grouting process. The results can provide references for determining grouting parameters of fast-curing grouts in engineering practice.

Spatial Characteristics and Driving Forces of Cultivated Land Changes by Coupling Spatial Autocorrelation Model and Spatial-temporal Big Data

  • Hua, Wang;Yuxin, Zhu;Mengyu, Wang;Jiqiang, Niu;Xueye, Chen;Yang, Zhang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제15권2호
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    • pp.767-785
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    • 2021
  • With the rapid development of information technology, it is now possible to analyze the spatial patterns of cultivated land and its evolution by combining GIS, geostatistical analysis models and spatiotemporal big data for the dynamic monitoring and management of cultivated land resources. The spatial pattern of cultivated land and its evolutionary patterns in Luoyang City, China from 2009 to 2019 were analyzed using spatial autocorrelation and spatial autoregressive models on the basis of GIS technology. It was found that: (1) the area of cultivated land in Luoyang decreased then increased between 2009 and 2019, with an overall increase of 0.43% in 2019 compared to 2009, with cultivated land being dominant in the overall landscape of Luoyang; (2) cultivated land holdings in Luoyang are highly spatially autocorrelated, with the 'high-high'-type area being concentrated in the border area directly north and northeast of Luoyang, while the 'low-low'-type area is concentrated in the south and in the municipal area of Luoyang, and being heavily influenced by topography and urbanization. The expansion determined during the study period mainly took place in the Luoyang City, with most of it being transferred from the 'high-low'-type area; (3) elevation, slope and industrial output values from analysis of the bivariate spatial autocorrelation and spatial autoregressive models of the drivers all had significant effects on the amount of cultivated land holdings, with elevation having a positive effect, and slope and industrial output having a negative effect.

폐 알칼리망간전지의 산 침출액으로부터 버네사이트(δ-MnO2)의 제조 및 1-naphthol 제거 (Preparation of Birnessite (δ-MnO2) from Acid Leaching Solution of Spent Alkaline Manganese Batteries and Removals of 1-naphthol)

  • 엄원숙;이한샘;이동석;신현상
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.603-610
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    • 2016
  • 본 연구에서는 폐 알칼리망간전지 분말(spent alkaline manganese battery powder, SABP <8 mesh)의 산 침출액으로부터 분리한 망간이온을 이용하여 산화-중합반응 촉매인 버네사이트를 제조하였고, 1-naphthol (1-NP)을 대상으로 페놀계 화합물의 제거 반응성을 조사하였다. 망간산화물의 결정상과 반응성은 순수 망간시약($MnSO_4$, $MnCl_2$)을 사용하여 합성한 망간산화물(manganese oxide, MOs) 및 기존의 McKenzie 합성방법에 의한 Acid birnessite (A-Bir)의 결과와도 비교 평가하였다. SABP에 존재하는 망간과 아연이온은 과산화수소 존재 하에서의 황산 침출($1.0M\;H_2SO_4+10.5%\;H_2O_2$, solid/liquid (S/L)비=1/10 g/mL, $60^{\circ}C$)을 통해 각각 약 96%와 98% 회수하였다. 산 침출액으로부터 망간이온은 수산화물(NaOH) 침전을 통해 pH 8과 pH>13 조건에서 각각 69.0%와 94.3% 분리하였다. 1-NP 제거능을 토대로 SABP 산 침출액으로부터 알칼리(NaOH) 수열합성법에 의한 망간산화물의 제조를 위한 적정 OH/Mn 혼합비(M/M)는 6.0이었고, XRD 분석을 통해 버네사이트(${\delta}-MnO_2$) 결정상을 가짐을 확인하였다. pH 8 (${Mn^{2+}}_{(aq)}$)과 pH>13 ($Mn(OH)_{2(s)}$)에서 회수한 망간을 사용하여 얻은 망간산화물의 1-NP 제거 반응속도(k, at pH 6)는 각각 0.112, $0106min^{-1}$으로서 $MnSO_4$ 시약을 사용하여 얻은 망간산화물의 결과($0.117min^{-1}$)와 유사하였다. 이상의 연구를 통해 폐 알칼리망간전지 분말로부터 얻은 버네사이트는 미량 유해물질 제거를 위한 산화-중합 반응 촉매로 활용 가능함을 알 수 있었으며, 버네사이트 제조를 위한 폐 알칼리망간전지의 재활용 흐름도를 제시하였다.