농업용 저수지 제체의 열화 요인에 관한 해석적 검토

이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),김철한 ( Cheolhan Kim ),강경오 ( Gyeongo Kang ),윤석진 ( Seokjin Yoon ),홍혁기 ( Hyuckki Hong ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

국내 저수지중 축조된지 50년 이상 경과된 제체가 약 68% (2013)에 이르고 있으며, 최근 집중호우의 급증에 따라 노후화된 저수지 제체의 안정에 미치는 영향이 더욱 가중될 것으로 예상되고 있다. 제체의 노후화는 제체를 구성하는 존에서 시간경과에 따른 열화현상으로서 설명될 수 있으며, 제체의 사고 및 붕괴를 유발하는 원인이 될 수 있다. 이러한 열화현상은 시간 의존적이나 제체내의 침투거동을 지배하는 인자가 무엇이냐에 따라 크게 달라질 수 있다. Toe-drain이 설치된 저수지 제체는 인접한 필터부 재료와는 입경분포가 다르기 때문에 유속변화로 인한 침식 또는 성토재의 혼입현상으로 나타날 수 있다. 이는 필터의 투수계수가 지나치게 크거나 필터의 설계간격이 적정성을 가지지 못하는 조건에서 발생될 수 있으며, 장기적으로 필터의 기능을 감소시키고 제체의 노후화를 앞당기는 요인이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 제체내의 열화현상을 지배하는 인자로서 필터의 투수계수 및 설계간격이 열화에 미치는 영향을 3차원 침투해석 (Toe-drain에 인접한 필터부의 유속, 동수경사, 제체내의 침투수량)으로 평가하였다. 그 결과, 필터가 제장면 전체에 설치된 조건에서의 유속변화는 필터간격이 있는 조건보다 안정한 것으로 나타났다. 이는 제장면 전체에 설치된 조건에서의 유속은 필터부의 단면적에 균등하게 작용되나 필터간격이 있는 조건에서는 필터부를 구성하는 단면적 감소로 인해 물의 흐름이 집중된 것으로 판단된다. Toe-drain에 인접한 필터부의 유속을 정규화 한 결과, 필터간격에 따라 하한 5.33배-상한 10.63배까지 증가함으로서 필터간격이 증가할수록 유속이 증가하는 것으로 나타났고, 필터의 투수계수에 따라 필터간격에 따른 변화는 더욱 커지기 때문에 성토부와 필터부 투수계수의 상호작용에 근거한 필터의 허용투수계수기준 정립이 필요할 것으로 판단된다. 유속에 대한 변화량은 필터간격 약 20m의 이상에서는 완만한 경향으로 나타나기 때문에 20m 이내 범위로 필터간격을 설계하는 방법이 침식에 안정하다고 판단된다. 필터부의 동수경사는 모든 간격에서 허용안전기준내로 충족되어 안전한 것으로 나타났고, 필터간격이 멀어질수록 동수경사는 증가하고 있으나 일부구간에서는 증감하는 경향을 나타났는데 이는 필터간격에 따라 구조·경제적으로 합리성을 갖춘 간격이 존재하며 그에 대한 추가적인 검토가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

월류에 의한 제체보강공법에 관한 실험적 검토

이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),허준 ( Joon Heo ),심재웅 ( Jaewoong Shim ),김철한 ( Cheolhan Kim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

Fill 제체에서 붕괴원인은 월류와 파이핑이 약 76%로 붕괴의 대다수가 침투파괴에 의해 발생되는 것으로 제시되고 있다. 월류와 파이핑의 비교에서 파이핑은 시간경과에 따른 침식으로 진행성 파괴가 발생하는 반면 월류는 집중호우 등의 기상조건에 의해 순간적인 파괴를 수반하는 점에서 붕괴발생 원인에 차이가 있다. 최근 기상조건의 변동성이 커지고 있는 환경에서 축조기간이 50년이 경과된 국내 저수지가 82%에 이르고 있다는 점을 감안하면 월류발생에 대하여 제체가 어느시점까지 저항 가능한지 여부와 구조적인 안정성 확보 대책에 대하여 검토할 필요가 있다. 월류에 의한 제방붕괴속도는 침투나 세굴에 의한 붕괴보다 훨씬 빠르고 계획홍수량 이상의 홍수량이 발생하거나 여유고가 작을 때 발생하기 때문에, 제체파괴의 시발점인 댐마루를 보강의 핵심부위로 산정하고 장·단기적으로 붕괴확장의 억제와 붕괴시간을 사전에 지연시킬 수 있는지 여부를 확인하여야 한다. 따라서, 본 연구에서는 노후화된 균일형 저수지가 이상강우에 의해 월류되었을 경우 영구적 방법인 아스팔트 및 콘크리트 보강과 응급적 방법인 차수시트를 댐마루에 적용함으로써 하류사면에 미치는 영향과 침투 억제공법의 효용성을 대형모형실험에 의해 검토하였고, 무처리 지반의 붕괴형태와 붕괴억제 지속 시간을 비교분석하였다. 그 결과, 월류수심이 일정하게 유지된 조건에서 월류된 경우 무처리 지반은 초기 월류시부터 세굴의 가속화와 함께 여러 개의 세굴방향이 나타났고 폭과 깊이가 증가해 가는 점진적 붕괴형태를 나타내었다. 영구적 방법인 아스팔트와 콘크리트 보강의 비교에서는 댐마루에서 세굴의 발생이 나타나지 않았으나 댐마루와 하류사면의 사석 경계부에서 점차적으로 침식을 시작하였고 최종적인 파괴형상에서 콘크리트로 보강한 경우가 아스팔트 보다 붕괴폭과 깊이가 크게 나타났다. 응급적인 방법인 차수 시트로 보강한 경우에는 댐마루와 하류사면에서 세굴이 발생되지 않았으며, 콘크리트나 아스팔트의 보강과 비교하여 안정화된 상태를 나타내었다. 실험시간동안 붕괴억제 지속시간은 아스팔트, 콘크리트, 차수시트로 보강한 경우가 무처리 지반보다 전체적으로 약 1시간 40분정도 붕괴를 억제시킬 수 있는 것으로 나타나 월류재해에 대하여 유효한 방법이 될 것으로 판단된다.

이차 전지 제조 공정 R2R 주행 중 롤러 형상에 따른 전극 주름 발생 분석

이영학(Younghak Lee),김준완(Junwan Kim),박동혁(Dong Hyeuk Park),양기(Gi Yang) 대한기계학회 2023 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2023 No.5

자기부상열차 주행 시 5방향 분기기에서의 부상 특성 분석

이영학(Younghak Lee),이종민(Jong-Min Lee),김봉섭(Bong-Sub Kim) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2016 No.5

The switch track for maglev trains has a role to change their directions like other switch tracks for the trains having wheels do. However, because korea maglev train has a structure whose bogie wraps around rails, the switch track for it has to move entire girder to make the way straight or curvy. Possibly this change can causes large gaps between girders that affect levitation characteristic. The 5-way switch track makes an angel to change direction of maglev train by using its four short girder and one long girders. This paper is to analyze the levitation characteristics when the maglev train is running straight on the 5-way switch track. For this analyzation, the 5-switch system was modeled as a flexible body and a 3-D designed maglev train considering multibody dynamics was used. Reasonability of decision on the appropriate 5-way switch track model was assured by comparison and interpretation on executed test results, and levitation characteristics of maglev train was analyzed by comparing levitation gaps which is depending on the train`s passing velocity.

균일형 저수지 제체의 복통 균열에 따른 누수특성

이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),류정현 ( Junghyun Ryu ),강경오 ( Gyeongo Kang ),김철한 ( Cheolhan Kim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

최근 아시아 지역에서 극한 강수의 증가가 전망됨에 따라 시설물의 재해저감을 위한 대책마련이 중요한 이슈가 되었다. 이러한 자연환경의 변화는 노후화된 저수지에 큰 영향을 미칠 수 있으며, 장기적으로 재해 위험성을 가중시킬 수 있다는 점에서 저수지의 방재분야는 중요하게 다루어질 필요가 있다. 국내에서는 저수지의 노후화로 인한 파이핑 및 누수현상을 경험하고 있으며, 특히 복통의 노후화는 누수집중의 유발시킴으로써 제체의 취약부 파괴를 쉽게 확장 시킬 수 있기 때문에 향후 저수지의 복통누수에 대하여 공통적인 관점에서 시설물 강화방안이 요구된다. 노후화와 관계된 저수지의 내구연한은 제체의 형식, 규모, 환경에 따라 다르기 때문에 특정할 수 없으나, 복통의 경계면에서 발생된 파이핑이 장기화 되는 경우 곧바로 붕괴로 이어질 가능성이 매우 크기 때문에 이에 대한 실험과 해석적 검증은 중요한 가치를 가진다. 따라서, 본 연구에서는 노후화 복통으로 인한 제체의 붕괴거동의 메커니즘을 규명하기 위하여 복통 구조물을 누수가 발생가능한 조건으로 새롭게 모델링하고 대형실내모형실험 실시하였다. 실험에서는 붕괴형태, 공극수압, 토압, 침하에 대한 계측값을 기초로 붕괴시점을 파악하고, 3-D 응력-침투 연계해석에 의한 결과와 비교함으로써 향후 재해저감방안의 마련을 위한 기초자료를 제공을 목적으로 하였으며 그 결과는 다음과 같다. 세굴폭은 세굴깊이가 형성된 이후에 발생되었으며, 세굴폭의 증가량은 세굴깊이의 증가량보다 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 세굴폭보다 세굴깊이가 미치는 영향이 크기 때문에, 복통 부근에서 세굴깊이를 억제 또는 경감시킬 수 있는 방법이 보강의 관점에서 효과적일 수 있음을 제시한다. 파괴형상을 기초로 한 침하량, 공극수압, 토압의 관계에서는 제체의 붕괴시점에 대하여 상호 일치를 나타냄으로써 본 실험결과는 향후 노후화된 복통을 가진 저수지의 효율적인 보강을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

중국의 군사안보: ― 시진핑 시기 중국군 개혁의 평가와 함의

이영학 ( Lee Younghak ) 서울대학교 국제문제연구소 2017 세계정치 Vol.27 No.-

Despite China’s military rise, as PLA faced new security & military changes, it recognized the need of resolving the ineffective command system, the problem of operational capability and corruption. In order to solve these problems and build a strong army, CMC chairman Xi-Jinping has promoted large-scale defense and military reforms. CMC was revamped, five new theater commands were established, new service headquarters were created, and reduction of PLA personnel has been promoted. Despite many challenges, these reforms seem to be relatively successful, PLA will expand its military influence over the Asia-Pacific region through military modernization, and this will have a major impact on U.S.-Sino relations, the East Asian security environment, and even PLA’s intervention in case of contingency in the Korean Peninsula.

내부침식 방지를 위한 제체보강공법의 적용성에 관한 모형실험

이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),허준 ( Joon Heo ),류정현 ( Junghyun Ryu ),김민기 ( Mingi Kim ),곽도현 ( Dohyeon Gwak ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

농업용 저수지의 붕괴원인 중 파이핑은 시간경과에 따라 제체의 내구성을 저하시키기 때문에 오랜 시간이 경과된 저수지의 재해위험도를 가중시킬 수 있다. 특히 노후화된 저수지는 기존 제체내의 코어와 필터가 차수 및 배수기능을 상실한 경우 침투거동이 균일형 제체와 같이 나타날 수 있으므로 저수지 리모델링시에는 신중한 접근이 요구된다. 내부침식은 제체의 강도부족과 시공실패 등 다양한 원인이 복잡하게 작용하고 있기 때문에 추정에 다소 제한적인 측면이 있다. 따라서, 노후화에 의해 하류사면측 제체 내부에서 집중수압이 쉽게 형성될 수 있는 부위를 제체의 붕괴를 유발시키는 원인요소로 가정하고, 취약부위에서 수압저감 공법을 적용하는 방법이 합리적일 것으로 판단된다. 본 연구에서는 내부침식이 하류사면부에서 크게 발현된다는 사실에 착안하여 모래와 쇄석재료를 활용한 수평 및 경사드레인을 각각 구성하였다. 또한, 하류사면 선단의 침식 및 세굴억제를 위한 공법으로 Gabion 옹벽을 적용하여 모래의 대체재료로서 쇄석의 사용가능성과 드레인 설치에 따른 침투특성을 대형모형실험에 의해 비교분석하였다. 모래와 쇄석을 각각 포설하여 공극수압에 의한 침투특성을 비교분석한 결과, 쇄석재료는 수평 및 경사드레인의 배수를 위해 사용하고 있는 기존 모래재료와 비교하여 약 2배의 수압감소를 나타내었으며, 침윤선을 크게 저하시킬 수 있어 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 현장에서 대체재료로서 쇄석을 사용하는 경우 모래구입시 비용적인 문제와 재료취득의 어려움에서 탈피할 수 있으며, 토립자 흡출을 방지하기 위한 토목섬유가 함께 적용되는 경우 쇄석 드레인의 배수성, 가요성, 경제성 측면에서 충분히 현장 적용성이 우수하다고 판단된다. 또한 Gabion 옹벽설치에 따른 하류사면 선단의 세굴과 붕괴를 억제에 기여할 수 있으며, Toe drain 역활을 병행이 가능함으로써 기존의 제체 안정성을 대폭 강화시킬 수 있는 방법이 될 것으로 판단된다.

자기부상열차의 부상안정성을 고려한 3방향 분기기의 설계 파라미터 연구

이영학(Younghak Lee),한종부(Jong-Boo Han),임재원(Jaewon Lim),이종민(Jong-Min Lee) 한국철도학회 2016 한국철도학회논문집 Vol.19 No.2

자기부상열차용 트레버스 분기기 최적설계 연구

이영학(Younghak Lee),김창현(Chang-Hyun Kim),이종민(Jong-Min Lee) 한국철도학회 2016 한국철도학회논문집 Vol.19 No.6

수평필터간격과 한계동수경사를 고려한 노후화된 농업용 저수지의 침투특성

이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

Recently, deteriorating of reservoir embankments has progressed severely; thus a more efficient design and construction method for deteriorated reservoir structures is required. For a fill-type reservoir embankment, a method that employs intervals between the horizontal filter and the embankment has been used and shown to achieve an efficient design. Since the horizontal filter is an important structure that provides stable drainage during an earthquake or concentrated leak, it is necessary to examine any change in the seepage characteristics depending on the filter intervals. In this study, the seepage characteristics of a reservoir embankments were examined according to the filter interval range via three-dimensional finite element analysis; additionally, potential risks such as those from piping were reviewed relative to the design interval of structurally stable filters. Consequently, results showed that the maximum filter intervals to yield efficient seepage characteristics were within 0-20.5 m for the pore water pressure of the core and the height of the seepage line. The piping evaluation results, as based on the range of the critical hydraulic gradient (0.8-1.4), demonstrated that the piping maintained stability within the filter interval range of 0-20.5 m; applying this range, stability was maintained when filters were installed throughout the entire embankment. However, when the filter interval exceeded 20.5 m, the piping was observed to fluctuate between stable and unstable conditions according to the range of the critical hydraulic gradient. Thus, to ensure structural stability, this study has proposed a decision method for the interval of horizontal filters based on the results of 3D seepage analysis and the theoretical range of critical hydraulic gradient.