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- 저자 : 강경오 ( Gyeongo Kang ) (검색결과 5 건)
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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.
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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.
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수평필터 간격을 고려한 농업용 저수지 제체의 3차원 침투특성
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.-
수평필터 간격이 적용된 존형 저수지 제체 (Zoned fill-type)의 2차원 침투해석에 의한 안정성 평가는 수평필터존이 제장면 전체 (Z축 방향)에 설치된 것으로 고려하기 때문에 제체내의 침윤선은 실제보다 급격히 저하되고, 현장에서의 침투거동은 매우 다르기 때문에 제체의 잠재적 위험성이 결여된 해석결과를 초래한다. 이와 같이 수평필터존이 제체의 안정에 미치는 영향이 클 수 있음에도 불구하고 기존의 해석방법에서 필터의 간격이 고려되지 않은 이유는 안전측을 지나치게 고려한 해석치의 반영과 제체의 붕괴원인에 대하여 월류 또는 여수토의 붕괴현상에 중점을 두고 있으며, 제체내의 침투수에 대하여 허용 안전기준내에 만족하면 대체로 안정하다고 판단하는 엔지니어의 관점도 포함 될 수 있다. 제체의 안정에 관한 판단은 침투해석에 의한 공극수압의 작용범위를 바탕으로 사면안정 및 내진해석 등의 다양한 해석결과에 근거로 접근해야하기 때문에 초기 해석수행에 있어서의 침투문제는 보다 포괄적이고 기술적으로 다루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 수평필터 간격을 고려한 농업용 저수지 제체의 3차원 침투해석을 실시한 결과, 코어부의 공극수압은 수평필터가 제장면 전체에 설치되 있는 조건을 기준으로 필터간격이 멀어질수록 하한 1.30배 - 상한 2.32배의 범위로 나타났다. 이는 필터간격이 코어의 열화에 미치는 영향뿐만 아니라 덧쌓기시 수위증가에 따른 기설코어의 안정성에도 영향을 미칠 수 있다고 판단된다. 침윤선의 높이는 필터간격에 따라 하한 4.88 배 - 상한 8.93 배의 범위로 변동폭이 크게 나타났는데 이는 제체내의 포화상태가 필터간격에 의해 지배되고 있고 강도가 점차적으로 감소함을 의미한다. 전체적으로 필터간격에 따른 변화폭은 간격이 약 20m 까지는 크게 증가하고, 20m 이상부터는 점차적으로 완만한 경향을 가지는 것으로 나타났다. 따라서 20m 이내에서의 필터간격은 변동성이 크므로 필터간격이 제체의 구조적 안정성에 미치는 영향에 대한 상세한 검토 후에 현장에 적용해야할 것으로 판단된다.
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