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- 저자 : 이풍현 ( Punghyun Lee ) (검색결과 8 건)
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이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),류정현 ( Junghyun Ryu ),윤보라 ( Bora Yun ),한지상 ( Jisang Han ),조재욱 ( Jaewook Jo ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
This study proposed that the structural faults of deteriorated conduits cause reservoir embankment failure, the mechanism of which was analyzed by examining the failure shape, pore-water pressure, and settlement. The experimental results were compared with the seepage characteristics determined by the three-dimensional seepage- deformation coupled analysis. Based on the results, the following conclusions were drawn: 1. The hydraulic gradients were distributed below the conduit and gradually extended toward the regions above the conduit of the downstream slope. The results indicate that piping above the conduit near the downstream slope was likely. The exit hydraulic gradient in the risk zone of the downstream slope was in the range of 0.5-0.75, and the stability of the embankment was smaller than the reference safety factor (SF = 2.0). By tracking the vulnerable areas of the slope based on the hydraulic gradient distribution and the experimental results, it was determined that a potential failure surface could be formed at heights equal to 1.4-2.4 times (h2) the height (h1) of the downstream side’s conduit. 2. Reviewing the settlement in the analysis, it was found that the settlement was concentrated in the central zone of the embankment where the conduit was located. Under these conditions, if the increase in PWP and the action of self-weight continue in the central zone of the embankment, it is presumed that it will be the first risk area that threatens the stability of the embankment. 3. The evaluation of the time of failure based on the experimental and analysis result sand the amount of water storage capacity in the Sandae Reservoir indicated that the measurement method (settlement and water storage capacity) was less sensitive to deformation changes than the monitoring method. 4. Based on the results, it was found that the amount of settlement in the dam crest and the time that is expected to elapse before failure can provide significant insights into the type of pre-reinforcement required to prevent or minimize the failure of the dam crest due to the fact of conduit leakage. Overall, the results presented in this study are expected to serve as guidelines for the appropriate reinforcement and design of conduits in old reservoirs.
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이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),류정현 ( Junghyun Ryu ),윤보라 ( Bora Yun ),한지상 ( Jisang Han ),조재욱 ( Jaewook Jo ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
최근 이상기후에 의한 강우 변동성이 과거보다 높아지면서 홍수재해의 위험성이 증가하고 있다. 특히, 국내의 농업용 저수지는 대부분 계곡, 산지, 농어촌 지역에 분포되어 홍수의 영향을 받기 쉬운 지형에 노출되어 있어 유사시 발생된 월류에 의한 파손 및 붕괴 등 피해가 향후 가중 될 것으로 전망되고 있다. 저수지의 댐마루는 면적이 좁아 월류 시 침식변형이 커짐과 동시에 침투수가 하류사면에 도달하는 시간이 빨라질 수 있어 댐마루 구조물 적용은 월류방지 뿐 아니라 댐마루 차수에 따른 제체 안정성 확보에 중요한 기능을 제공할 수 있다. 본 연구에서는 노후화된 농업용 저수지의 댐마루 상부에 이상강우에 의한 월류를 효과적으로 방지할 수 있는 월류방지 구조물을 설치하고 실내대형모형실험을 통하여 적용효과를 비교분석하였다. 월류방지 구조물은 2가지 형식으로 계단형 Gabion 옹벽은 구조물에 침투를 방지하기 위해 내부에 Geomembrane과 Core를 사용하였고, Parapet 구조물은 댐마루에 Concrete로 축조하였다. 수위조건은 홍수위, 댐마루 수위, 월류수위로 변화시켰고, 제체 변형과 구조물 접속부에서의 누수 등을 측정하였다. 계단형 Gabion 옹벽의 경우 댐마루 상류부와 하류부에 설치된 수평 변위계가 서로 상반되는 방향으로 이동하여 제체의 수축 및 팽창 시 약간의 변형 가능성이 있는 것으로 나타났고, 수직 변위는 큰 변화를 나타내지 않았으나 변화폭은 Parapet에 비해 상대적으로 약간 큰 것으로 나타났다. Parapet 구조물의 경우 댐마루 하류부에 설치된 수평 변위는 변화가 없고, 수직 변위계도 변화폭이 미미한 것으로 나타나 계단형 Gabion 옹벽에 비해 안정적인 것으로 나타났다. 또한, 월류방지 구조물과 댐마루 경계부에서의 수위상승에 따라 포화도가 증가하지만 누수는 발생하지 않았고, 하류사면에서도 단계별 수위상승에 따른 공극수압은 급격한 증가 현상을 나타냈지만 침윤선은 형성되지 않아 침투수가 수직 및 수평 필터를 통해 Toe drain으로 원활하게 배수되는 것으로 나타났다. 전체적으로 2가지 형식의 월류방지 구조물은 부등침하와 누수 등의 안정성에 영향을 미칠 수 있는 요소들이 작용하였음에도 불구하고 미소한 변형과 함께 누수가 발생 되지 않았고, 단기간에 설치가 가능하기 때문에 현장에서 월류피해를 저감시킬 수 있는 우수한 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.
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류정현 ( Junghyun Ryu ),이달원 ( Dalwon Lee ),이영학 ( Younghak Lee ),허준 ( Jeon Heo ),김철한 ( Cheolhan Kim ),심재웅 ( Jaewoong Shim ),윤보라 ( Bora Yun ),김민기 ( Mingi Kim ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-
최근 기후변화의 영향으로 과거보다 강우가 집중되는 현상이 증가하고 있고, 이러한 기상 변화는 비교적 침투에 취약한 농업용 저수지의 구조적 안정성에 큰 위협을 줄 수 있다. 특히 국내엔 축조된 지 50년이 경과한 저수지가 82%에 이르고 있으며, 이러한 노후저수지는 장기간 내부에서 발생하는 침식으로 인해 내구성이 저하되어 파이핑 가능성이 높으며 누수의 진행 과정을 관찰하기 어렵다는 점에서 잠재적인 붕괴위험성을 가지고 있다. 또한 복통에서의 내부침식 과정은 시간에 의존한다는 특징 때문에 사전방지 할 수 있는 방법은 제한적이라 현재까지는 인력 또는 촬영장비에 의해 복통내의 누수현상의 조사결과를 근거로 복통을 부분 혹은 전체 보수하는 방법이 채택되고 있다. 따라서 본 연구에서는 균열 발생 위치별 조건과 보강방법의 설치조건에 따른 3-D 침투해석을 통해 침윤선 분포, 공극수압 변화, 동수경사에 의한 안전율을 분석하여 복통균열 발생으로 인한 제체의 안정성을 평가함과 동시에 균열에 의한 내부침식 가능성을 사전에 저감하는 보강공법에 대하여 비교분석하였다. 복통에 균열이 발생된 경우의 침윤선 분포는 중앙 균열부 및 하류사면에서는 유출이 작고, 상류사면에서는 크게 나타났으며, 상류사면에서는 균열부를 통해 초기에 침투수가 배출되기 때문에 하류사면보다는 더 빠르게 침윤선이 하강하였다. 상류사면 균열시의 동수경사는 하류사면 보다 약 4.4배, 중앙 균열부 보다 약 1.9배 크게 나타나 파이핑 가능성이 가장 큰 것으로 나타났다. 복통균열 위치에 따른 안전율은 하류균열부(FS=0.34), 중앙균열부(FS=0.15), 상류균열부(FS=0.08)로 모든 균열부에서 기준안전율보다 작게 나타나 불안정한 상태로 나타났다. 공극수압은 균열발생부에서 균열이 발생하지 않은 경우보다 현저히 낮은 경향을 나타냈다. 복통모형단면에 따른 동수경사 분포는 복통 주위에 점토층을 포설하여 누수를 방지하는 현재모델은 높게 나타났고, 점토층 상부에 Sand층과 Geotextile을 적용하여 복통에 가중되는 침투 수압 저감과 함께 성토존에서 토립자 유실을 최소화하기 위한 개선모델은 낮게 나타났으며, 공극수압은 약 3.3배-약 8배 정도 작게 나타나 내부침식을 저감시키는데 효과적인 방법이라고 판단된다.
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3차원 수치해석과 모형실험에 의한 월류유도수로의 침투거동
류정현 ( Junghyun Ryu ),이달원 ( Dalwon Lee ),이영학 ( Younghak Lee ),허준 ( Jeon Heo ),김철한 ( Cheolhan Kim ),심재웅 ( Jaewoong Shim ),윤보라 ( Bora Yun ),김민기 ( Mingi Kim ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-
필댐의 붕괴는 월류와 파이핑이 주된 원인으로, 최근의 강우특성은 집중호우나 홍수에 의한 자연재해가 과거보다 증가되고 있어 월류에 의한 피해가 더욱 확대될 것으로 전망된다. 특히 노후화된 농업용 저수지는 발생 가능한 최대홍수량(PMF) 유입시에 여수토에서 홍수량을 처리할 수 없기 때문에 월류로 인하여 저수지가 붕괴된다. 이와 같은 조건에서 홍수량을 일시적으로 처리할 수 있는 월류유도수로를 축조하여 저수지 전체붕괴를 사전에 예방할 수 있다면 현장에서 매우 유용하게 적용될 것으로 판단된다. 본 연구는 여수토 방수로와 인접하여 콘크리트로 월류유도수로를 축조하고 월류수심을 변화시켜가면서 방류량을 측정하며 이론방류량과 비교분석하였다. 또한 침투특성과 안정성을 분석하기 위해 3차원 응력침투연계해석(3D-Fully coupled analysis)을 실시하였다. 대형실내모형실험 결과, 월류유도수로에서 여수토방수로 계획홍수량의 40%를 처리할 수 있는 월류수심은 홍수위와 댐마루를 기준으로 각각 1.1cm 와 3.5cm 로 나타났고, Francis 공식을 이용한 월류수심-홍수량과의 이론치와 비교하여 매우 유사한 것으로 평가되었다. 공극수압은 만수위 상태로 유지한 후에 월류수심이 증가함에 따라 모든 위치에서 급격하게 증가하였고 댐마루에서도 급격한 증가현상이 나타나 현장 적용시 공극수압의 영향을 고려해야 할 것으로 판단된다. 수치해석은 균일형 저수지(Case 1), 균일형 저수지에 월류유도수로를 설치한 단면(Case 2), 균일형 저수지에 월류유도수로와 Gabion을 설치한 단면(Case 3)으로 구분하여 실시하였다. 공극수압은 월류유도수로의 하부 제체에서 평가한 공극수압은 Case 3를 기준으로 Case 1에서는 약 1.1 - 2.4kPa 정도 크게 나타났고, Case 2는 약 0.8 - 2.4kPa 정도 크게 나타났다. Case 3 (Fs=7.0)를 기준으로 안전율을 평가하면 Case 1(Fs=2.3)은 3.1배, Case 2(Fs=0.7)는 10.0 배 정도 작게 나타나서 균일형 저수지에서는 월류유도수로와 Gabion을 함께 설치하는 방법이 내부침식을 저감시키고 저수지 안정에 매우 효과적인 방법으로 평가되었다.
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모형실험에 의한 농업용저수지의 복통 균열 위치에 따른 침투특성
류정현 ( Junghyun Ryu ),이달원 ( Dalwon Lee ),이영학 ( Younghak Lee ),허준 ( Jeon Heo ),김철한 ( Cheolhan Kim ),심재웅 ( Jaewoong Shim ),윤보라 ( Bora Yun ),김민기 ( Mingi Kim ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-
노후화된 농업용저수지에서 내부침식으로 인한 붕괴 원인은 콘크리트 구조물인 복통과 접촉한 성토재의 경계부에서 발생하고, 내부침식은 복통경계부에서 침식과정에 따라 수리학적 및 역학적인 특성이 크게 변하기 때문에 메커니즘을 추정하기가 매우 복잡하다. 이러한 취약부에서 내부침식을 방지하기 위한 저감시키기 위한 방법을 파악하기 위하여 복통 주위에 점토층을 포설하여 누수를 방지하는 현재모델(A 방법)과 점토층 상부에 Sand층과 Geotextile을 적용하여 복통에 가중되는 침투 수압 저감과 함께 성토존에서 토립자 유실을 최소화하기 위한 개선모델(B 방법)을 적용하여 대형실내모형실험을 수행하였다. 모형의 구성은 복통 주위를 국내의 복통구조물 설치기준을 따라 점토층을 포설하였고, 균열위치에 따른 침투특성을 파악하기 위해 복통에 하류사면, 중앙부, 상류사면 복통에 누수를 유도하기 위한 폭 10cm, 직경(φ)8 -10mm의 균열을 모사하였고 현행모델과 개선모델과의 침투특성을 비교하였다. 복통의 보강방법에 따른 침투형태를 모형실험에 의해 분석한 결과, 현재모델(A 방법)은 균열부를 통하여 복통내부로 토립자가 유실되었고, 개선모델(B 방법)은 토목섬유가 clogging 효과를 나타내며 토립자의 침식속도를 억제하는 것으로 나타났다. 균열부를 보강한 B 방법은 복통내부로 토립자의 유실이 나타나지 않았고, 모래층이 배수성을 향상시켜 복통주위에 포화영역이 형성되는 것을 억제하여 파이핑 가능성을 저감시키는 것으로 나타나서 A 방법보다는 우수한 방법이라고 판단된다. 균열위치에 따른 침투특성을 비교분석한 결과, 균열이 발생한 모든 위치에서 균열부로의 누수 및 토립자의 유실이 발생하며 복통과 점토층의 경계면에 공동을 발생시켜 후방형 파이핑으로 진행되는 메커니즘을 나타냈다. 또한 상류사면에 위치한 복통에 균열이 발생한 경우 내부침식의 진행속도가 가장 빠르고 상류사면에 소용돌이 현상이 발생하며 가장 큰 영향을 나타냈다. 복통에 각각 균열이 발생된 경우의 공극수압은 상류사면에서 급격하게 증가하고 누수로 인하여 점차적으로 감소하였다. 중앙부에서는 모래층으로 침투수가 배출되면서 점차적으로 감소하였고, 하류사면에서는 침투수가 도달되지 않아 부(-) 공극수압을 나타냈다. 따라서 복통균열위치에 따른 침투특성을 기초로 개선모델의 현장적용과 균열위치에 따라 보수·보강공법도 변경되어야 할 것으로 판단된다.
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