지중변위 센서와 IoT를 이용한 사면붕괴 모니터링 시스템

타망비벡 ( Bibek Tamang ),박성용 ( Sungyong Park ),장우영 ( Uyeong Jang ),이승주 ( Seungjoo Lee ),김용성 ( Yongseong Kim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

The occurrence of natural disasters, such as slope failure, landslide, etc. have increased over the past few years. This is because of heavy rain, torrential rain, etc. as a consequence of global climate change. Likewise, the number of casualties and economic losses have also surged. But, the existing slope monitoring system that can mitigate the casualties and economic losses have a lot of drawbacks. Hence, study on the design and development of an improved slope monitoring system that can predict the slope failure and warn about the hazard beforehand is needed. In this study, a slope monitoring system that can forewarn the occurrence of slope failure has been proposed. The proposed slope monitoring system uses subsurface displacement sensors to acquire real-time slope movement data. The sensors have been combined together with IoT end device, which makes it possible to send the real-time displacement to the server. The received data can be analysed and early warning can be issued before the occurrence of slope failure. In this study, a real-scale model slope was constructed and displacement sensors were drilled into the slope surface. Then, slope cutting experiment was carried out to simulate the slope failure. The real-time slope displacement data were obtained through wireless LoRa network as the experiment progresses. The signs of slope failure or precursors were observed about 11.9 minutes before the final slope failure, which is considered to be sufficient for residents to escape. Finally, the analysis was performed by using inverse displacement, and a slope instrumentation standard was proposed, which defines different levels of severity, based on the slope of inverse displacement and cumulative displacement. The slope monitoring system and slope instrumentation standard proposed in this study can be applied for disaster mitigation technology.

원심모형실험을 통한 수위 급승강에 따른 저수지 제체의 거동특성 연구

김기환(Jin, Jihuan),타망비벡(Bibek, Tamang),김용성(Kim, Yongseong) 한국지반신소재학회 2021 한국지반신소재학회 학술발표회 Vol.2021 No.11

드론을 활용한 항공 사진과 SPH기법을 이용한 토석류 이동경로 예측에 관한 연구

이승주 ( Seungjoo Lee ),타망비벡 ( Bibek Tamang ),김기환 ( Jihuan Jin ),김용성 ( Yongseong Kim ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-

원심모형실험을 이용한 수위변동에 따른 필댐의 거동특성 연구

김기환 ( Jihuan Jin ),타망비벡 ( Bibek Tamang ),김용성 ( Yongseong Kim ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-

지진계측 기록을 이용한 저수지 지진응답가속도 증폭 특성 분석

이무재(Moojae Lee),김용성(Yongseong Kim),타망비벡(Bibek Tamang),이승주(Seungjoo Lee),이길용(Gilyong Lee),허준(Joon Heo) 한국지반신소재학회 2020 한국지반신소재학회 논문집 Vol.19 No.4

본 연구에서는 지진가속도 계측기의 계측 데이터를 사용하여 저수지의 동적해석방법에 대한 모형 검정 및 저수지 높이에 따른 지진가속도 증폭 특성을 분석하였다. 모형을 검정하기 위해 댐 기초의 계측 데이터를 입력 데이터로 사용하였고 해석결과를 댐 상부의 계측 데이터와 비교한 결과 수치해석을 이용해 출력된 지진파와 계측 지진파의 최댓값과 그 파형이 비슷하게 나타났고 지진가속도 증폭 특성의 경우 지진가속도 증폭비는 저수지의 높이와 지진의 크기에 비례하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 저수지에 설치된 가속도계에서 얻은 계측 데이터를 활용하여 반복 탄소성 구성식을 이용한 동적해석방법은 지진파 특성 분석이 적절하게 수행될 수 있는 기법임을 확인하였고 향후 이러한 기법을 적용해 저수지의 지진가속도 계측기의 활용도를 제고할 수 있을 것으로 판단된다. In this study, the model test of a reservoir was performed through a dynamic analysis method by using the data obtained from seismometers. Besides, we analyzed the behavior of the seismic acceleration amplification by reservoir height. To test the model, the data measured by the seismometers were applied at the foundation of the reservoir as input data, and the results from the analysis were compared with the data measured at the dam crest. The analysis results manifest that the peak values and the trend of the seismic wave obtained from the numerical analysis are in good agreement with the measured data. Also, the acceleration amplification ratio was proportional to the reservoir height and the magnitude of the earthquake. Through this study, the dynamic analysis method, which is based on the cyclic elastoplastic constitutive equation, can be considered as an appropriate technique to analyse the seismic behavior by the application of the data obtained from the seismometers installed in the reservoir. Also, the applicability of the seismometers can be enhanced through this technique in the future.

단계별 굴착에 따른 사면 붕괴 거동 분석

김용성 ( Yongseong Kim ),임현택 ( Hyuntaek Lim ),타망비벡 ( Bibek Tamang ),김기환 ( Jihuan Jin ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

일반적으로 사면에서 강우의 침투는 지반 내 간극수압의 상승을 유발하고 침투수로 인한 지반의 함수량 증가로 흙의 전단강도 저하, 표면 유수 침투로 인한 표층부의 침식 및 파이핑 현상에 의한 국부파괴 등이 발생하게 된다. 강우의 침투는 사면이 분포하는 전반적인 원지반의 평형 상태를 붕괴시킬 수 있으며 사면파괴에 있어 전단강도 감소 내지 전단응력 증가에 의해 크게 지배 받는 것으로 알려져 있다. 사면 붕괴 예측 시스템을 개발하기 위해서는 강우조건에 따른 사면 파괴의 초기과정에 대한 이해가 필요하며 사면파괴 과정의 정량적 분석이 요구된다. 본 연구는 사면 붕괴 예측 시스템을 개발하기 위한 기초 연구로서 강우 조건에서의 사면 붕괴 메카니즘을 고찰하기 위해 단계별 굴착에 따른 사면 붕괴 실험을 수행하고 체적함수비와 지중 변위를 계측을 통해 모델 사면이 붕괴되는 과정에서의 함수비와 변위 거동 특성을 분석하였다. 본 연구는 지방자치단체의 급경사지 붕괴위험지역 등에서 집중호우로 인해 사면 붕괴나 산사태가 예측될 때 사전에 주민을 대피 시키는데 필요한 사면붕괴 예·경보시스템 구축 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

저수지 제체 지진진동 모형실험을 통한 내진 성능평가 연구

임현택 ( Hyuntaek Lim ),허준 ( Joon Heo ),타망비벡 ( Bibek Tamang ),김기환 ( Jihuan Jin ),김용성 ( Yongseong Kim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

지난 2016년 9월 12일 경북 경주시 남남서쪽 약 8.0km에서 발생한 지진규모 5.8의 지진이 발생하였다. 이는 1978년부터 관측된 지진 중 한반도 최대 규모 지진이고, 경주뿐만 아니라 부산, 대구, 창원 및 울산 지역에서 진도 Ⅴ 이상 감지 되었다. 한반도 동남부 지역의 거의 모든 사람이 진동을 느꼈고, 무거운 가구가 움직이고 가옥이 흔들릴 정도의 중진이었다. 또한, 전국의 대부분 지역에서 감지가 될 정도로 강력했으며, 약 470여회가 넘는 여진 발생으로 지진에 대한 국민생활 안전이 강조되고 있는 현실이다. 국내 지진이 일어날 가능성은 인접국가인 일본에 비해서는 상대적으로 낮지만 국내에서 본격적으로 지진을 관측한 1978년∼2014년까지 약 1,170회의 지진이 발생하였다. 최근 10년간 발생된 지진은 전체 발생 지진의 약 45.2%를 차지할 만큼 지진 발생 빈도가 증가하는 추세이고, 2016년 9월에 발생한 경주지진(규모 5.8)에서와 같이 지진 규모가 증가하고 있다. 또한 경제성장에 따른 대형 구조물이 증가하고, 아파트 및 고층 건물 등의 주거환경으로 인하여 지진에 인한 피해 규모는 심각한 피해가 발생할 가능성이 크다. 국내 소규모 저수지의 경우 지진 시 제방에 균열이 발생하는 등 지진에 대해 매우 취약한 편이다. 이로인해 농업용 저수지의 내진 성능 향상을 위해 동적 거동 특성 평가가 필요하고, 그에 따른 대책 수립이 시급히 요구되고 있다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 동적 거동특성을 규명하기 위해, 소규모 저수지 제체에 대해 지진파를 가진한 동적 원심모형실험을 수행하여 변위, 간극수압 및 지진응답가속도를 계측하고 농업용 저수지 제체의 내진성능을 평가하였다. 본 연구를 통해 얻어진 지진파별(단주기, 장주기, 인공지진파 등) 농업용 저수지 제체에 대한 지진 거동 특성 자료는 저수지의 내진 설계 및 보강을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

단계별 굴착실험에서 지중관입형 센서를 통한 사면 붕괴 거동 연구

이승주 ( Seungjoo Lee ),임현택 ( Hyuntaek Lim ),장우영 ( Uyeong Jang ),타망비벡 ( Bibek Tamang ),김기환 ( Jihuan Jin ),김용성 ( Yongseong Kim ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

우리나라의 주요 자연재해인 태풍과 호우는 6월에서 9월 사이에 집중적으로 발생하고 있다. 올해 2020년 6월 24일 장마가 중부지방에서 시작된 이후 8월 16일까지 54일째 이어지면서 평년(‘81년∼’10년) 장마 기간인 32일을 훌쩍 넘어 장마 역대 최장기간을 기록하였다. 전국 평균 강수량이 2013년 최장 장마 기간(49일) 전국 평균 강수량 406.5mm의 두 배인 약 750mm로 기록적인 강우량과 장마 기간으로 인해 산은 물이 완전히 포화된 상태이며 이때 발생된 산사태 피해는 전국적으로 1,079건에 이른다. 강우의 침투는 지반 내 간극수압의 상승을 유발하여 침투수로 인한 지반의 함수량 증가로 흙의 전단강도 저하, 표면 유수 침투로 인한 표층부의 침식 및 파이핑 현상에 의한 국부파괴 등이 발생하게 된다. 본 연구는 사면 붕괴 예측 시스템을 위한 기초 연구로서 강우 조건에서의 사면 붕괴 거동을 분석하기 위해 단계별 굴착시험을 수행하였고 지중관입형 센서를 통해 변위와 체적함수비를 계측하여 사면이 붕괴되는 과정에서의 변위와 함 수비의 거동 특성을 분석하였다. 본 연구는 누적된 강우량으로 지반이 약해진 상태에서 집중호우로 인해 사면 붕괴나 산사태가 예측될 때 사전에 주민을 대피 시키는 사면붕괴 예경보시스템 구축에 필요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

국내 저수지에 대한 정역학적 및 동역학적 안정해석방법의 비교 및 고찰

이무재 ( Lee Moojae ),김용성 ( Kim Yongseong ),허준 ( Heo Joon ),박민우 ( Bark Minwoo ),타망비벡 ( Bibek Tamang ),안성수 ( An Sungsoo ) 한국농공학회 2020 한국농공학회논문집 Vol.62 No.5

In this study, we compared and analyzed the static and dynamic analysis method for agricultural reservoirs. In addition, we assumed the aging of reservoir as the deterioration of the internal friction angle and cohesion. The internal friction angle and cohesion were applied by dividing into 4 case for each reservoir. As a result of comparing the stability of the reservoir embankment, it was found that the dynamic stability analysis method showed a greater risk than the static stability analysis method when dynamic loads such as earthquakes were applied. Therefore, when detailed review such as liquefaction is required, it is considered that the dynamic stability analysis method should be applied first. If a study on the change in material properties due to the aging of the reservoir is conducted, the stability analysis of the reservoir due to the aging of the reservoir can be performed more accurately. In addition, if a study comparing the results of dynamic stability analysis and static stability analysis for earthquakes with various characteristics for more reservoirs is conducted, detailed criteria for the case where dynamic stability analysis should be considered can be presented.