• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.562-566
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• 2006

최근 들어 국내에서는 도서지방을 잇는 연육교와 해상구간을 통과하는 대형교량의 건설이 활발히 진행되면서 해상조건에서 발생하는 교량세굴에 대처하기 위한 연구의 중요성이 대두되고 있다. 그러나 아직까지 해상조건의 세굴현상을 파악하기 위한 적절한 세굴평가 기준이 제시되어 있지 않고 대부분 자연 하천교량 기준에 의해 해상교량의 세굴평가가 이루어지고 있는 실정이다. 교량에서 발생하는 세굴 현상은 교량 기초의 안정성에 치명적인 영향을 줄 수 있고 나아가서는 교량의 붕괴 원인이 될 수 있다. 또한 교량기초 지반의 지지력 부족이나 적정피복두께 결여 등의 원인으로 구조적인 문제점을 초래할 수 있다. 해상교량의 경우에는 조석에 의한 왕복류, 파 흐름의 상호작용, 점착성 지반 등 세굴에 영향을 미칠 수 있는 요인들이 복합적으로 작용하므로 교량 건설 전부터 해상조건을 반영한 다각적인 세굴검토가 요구된다. 본 연구는 강한 조석류가 작용하고 넓은 조간대를 형성하고 있는 인천대교의 세굴심을 합리적으로 산정하기 위하여 다학제적인 연구를 시도한 것이다. 본 연구에서는 해상조건의 침식유발특성을 파악하기 위한 연구로서 수치모형 및 수리모형 실험을 수행하고, 지반종류에 따른 침식저항능력을 파악하기 위한 세굴률 실험을 수행하였다. 더불어 인천대교 건설현장에 타설되어 있는 대구경 시험말뚝에 대한 실시간 세굴모니터링을 실시하여 얻은 현장관측 자료를 검증자료로 사용함으로써 종합적인 세굴검토를 통하여 다학제적이고 합리적인 해상교량의 세굴심을 평가하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.521-521
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• 2012

우리나라는 산악지역이 국토의 대부분을 차지하고 있어 전체유역을 놓고 볼 때 대하천이 차지하는 부분보다는 중소하천이 차지하는 부분이 상대적으로 크고, 교량의 길이가 짧은 소교량이 수적으로 많은 부분을 차지하고 있다. 그중에서도 특히 중소하천의 유량은 시간적으로 매우 빠르게 변화하며 유속 또한 급속히 빨라져 하상의 변형이 순식간에 일어나고 있다. 이와 같은 시간적, 공간적인 호우특성과 지형특성으로 인하여 중소하천에 위치한 교량은 특히 세굴에 매우 취약함을 보여주고 있다. 하천에 건설되는 교량의 수명이나 안정성에 세굴이 미치는 영향은 매우 크며, 특히 우리나라와 같이 홍수 시 단기간에 걸쳐 유량이 급증하는 경우 유속에 의한 교량 기초의 급격한 세굴은 예상치 못한 교량 붕괴 사고를 초래할 수 있다. 현재 국내 소하천에 설치된 교량은 약 3,470개소(지방도 기준)로 다양한 하부구조로 설계되어 있다. 이렇게 하천 내에 세워진 교량과 같은 횡단 구조물들은 그 크기에 상관없이 하천의 형태에 영향을 미치게 된다. 그중에서 교량 세굴은 하천 횡단구조물로 인하여 발생되는 가장 중요한 문제 중의 하나로써 교량 건설 시 교각에 영향을 주는 세굴을 예측하고 방어하기 위하여 다양한 방정식을 통하여 신설교량의 교각세굴을 예측한다. 하지만 대부분의 교량 세굴 공식들은 실험실에서의 실험 결과를 토대로 개발되었기 때문에 이들 공식들이 산정한 국소 세굴량이 얼마나 정확한지는 실제 현장 관측 자료와의 비교를 통해서만 검증할 수 있다. 세굴 공식들의 산정 결과를 현장 실측자료와 비교하는 연구는 그 동안 다양하게 시도되었으나, 통일된 결론에는 도달하지 못하고 있다. 본 연구에서는 기존의 세굴깊이 산정 시 일반적으로 사용되어지고 있는 세굴공식들 중 소하천 교량 규모에 적용 가능한 공식들을 선별하고, 각 세굴심 추정공식에 속한 변수별 특성분석을 위하여, 5가지의 독립변수를 설정하여 국부세굴의 현장 측정값과 예측공식의 비교결과에 대하여 불일치율을 비교분석하였다. 그 결과, 모든 공식들의 불일치율의 기하 평균이 1보다 큰 것을 보여주고 있다. 즉, 모든 공식들이 과대 추정의 의미로 정확성면에서 우수한 공식들은 불일치율의 기하 평균이 1에 가깝고 기하 표준편차가 작은 공식들이 나타났으며, 이런 점에서 Froehlich 공식, Inglis-Poona II, Blench-Inglis I, Breusers 공식 등의 기하평균이 1에 가장 근접한 결과를 나타내었다. 각 세굴공식 세굴심 산정결과의 불일치율을 각각 5가지의 변수별로 도시하여 분석하였으며, 그 결과로 소하천에 대하여 적용 가능한 공식과 소하천에 적용 시에는 과다추정의 우려가 있는 공식으로 분류되어 면밀한 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.187-195
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• 2006

본 연구에서는 세굴에 의한 교량기초의 위험도를 평가하고 효율적인 방재 대책수립을 위해 국내 세굴 특성을 고려한 교량 세굴 유지관리 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 GIS 기반 프로그램으로서 교량세굴 자료의 저장, 검색 및 출력이 가능하며, 크게 교량세굴 위험도에 따른 우선순위의 결정 및 유지관리 시스템의 두 부분으로 나뉜다. 교량에 대한 기존의 간단한 자료를 이용하여 초기 분류과정을 거쳐 현장 상세조사 우선순위가 결정되며, 이에 따라 현장 상세조사와 세굴 해석을 실시하여 교량세굴 위험도 등급을 결정한다. 위험도 등급은 예상 세굴심과 그에 따른 기초의 지지력 변화, 기초의 종류 및 근입깊이, 현재의 세굴 진행상태 등을 고려하여 모두 6등급으로 나뉘며 그 결과는 화면상에 표시되고 모든 자료는 데이터베이스 시스템에 저장되어 관리된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.45-53
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• 2005

우리나라와 같이 홍수시 단기간에 걸쳐 유량이 급증하는 경우 유속에 의한 교량 기초의 급격한 세굴은 예상치 못한 교량 붕괴사고를 초래할 수 있다. 세굴은 교량의 수명이나 안정성 유지에 중요한 요인으로 작용한다. 국내의 경우, 매년 약 100여 개의 크고 작은 교량이 세굴로 인하여 붕괴 및 손상을 입고 있음에도 불구하고 장 단기간에 걸친 세굴보호대책은 충분하지 않은 상태이며, 세굴의 진행정도도 얼마나 심각한 상태인지 완전히 파악되지 않은 실정이다. 이 연구에서는 우리나라 중부지역의 중 소하천을 택하여 세굴 현황 및 세굴 보호공에 관한 실태를 조사하였다. 조사 결과 교량 288개소 중에서 보호공이 있는 교량수는 전체교량의 7.3%에 불과하여 세굴에 대한 대비가 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.67-74
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• 2004

사례 연구를 통해서 실제 세립토 교량현장에 대해 기존 교량세굴 해석모델들의 적용성을 분석하였다. 하상이 실트질 점토로 구성된 강화 초지대교를 대상교량으로 선정하여 현장조사를 실시하였다. 초음파 센서장비를 이용하여 교각주변의 세굴심을 직접 측정하였으며, 불교란시료를 채취하여 지반공학적 특성을 결정하고, 또한 세굴률 실험을 통해 대상 지반의 유속별 세굴률을 분석하였다. 그 결과를 바탕으로 기존에 제안된 대표적인 교량세굴 해석모델들을 이용하여 주요 교각의 세굴심을 예측하여 실측 세굴심과 비교하였다. 지반의 침식특성을 고려하지 않는 기존의 교량세굴 해석모델들은 모두 3.6∼6.5의 비율로 세굴심을 과대평가하는 경향을 보였으며, SRICOS 방법은 실측세굴심에 비해 1.7배의 합리적인 결과를 보여주었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.7-21
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• 2008

홍수 시 세굴로 인한 교량 기초의 파괴는 국내외적으로 교량 붕괴의 첫 번째 원인이다. 본 연구에서는 수도권 지역의 실제 국도교량에 대하여 세굴 위험도 평가 및 등급화를 수행하였다. 30개소 교량을 선정하여 지반 시추조사를 포함한 현장조사, 설계 홍수량에 대한 교량세굴 해석, 그에 따른 교량기초의 지지력 평가 및 위험도 분석을 하였고, 이를 바탕으로 교량세굴 위험도를 등급화 하였다. 위험도 평가 결과 직접확대기초 교량 26개소 중 9개소 교량이 장래 세굴 위험 가능성이 있는 것으로 나타났고, 나머지 17개소 교량은 안정한 수준으로 나타났다 말뚝기초 교량 4개소 중 3개소의 교량이 유의할 만한 수준으로 지지력이 감소하는 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.197-208
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• 2006

본 연구에서는 기개발된 교량세굴 유지관리 시스템의 현장 적용성을 검증하기 위하여 실제 교량현장에 대한 사례연구를 실시하였다. 사례연구는 강릉국도 관내의 20개 교량을 대상으로 지반조사를 포함한 현장조사, 설계 홍수량에 대한 교량세굴의 해석, 그에 따른 교량기초의 지지력 평가 및 위험도 등급 결정 그리고 교량세굴 유지관리 체계에 대한 종합적인 평가 등의 절차에 의해 진행되었다. 교량세굴 유지관리 시스템은 사례연구를 통해 세굴로 인한 교량기초의 위험도를 정량적으로 평가할 수 있는 유용한 시스템임이 검증되었으며, 효율적인 방재대책을 수립하고 홍수 시 교량의 안전을 확보할 수 있는 합리적이고 체계적인 시스템으로 제안된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1701-1705
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• 2007

국부세굴은 수공구조물 주변에서의 국부적인 흐름변화가 그 원인이라 할 수 있으며 이러한 변화는 교각 또는 교대의 하상재료를 굴착하여 이동시키는 침식작용의 결과이다. 이러한 교량의 교각 또는 교대, 그리고 교각을 지지하는 구조물에서 발생하는 국부세굴은 교량의 수명과 안정성에 좋지 않은 영향을 미쳐 재산상의 피해를 줄뿐만 아니라 교량 붕괴 사태 등으로 인한 대형 인명사고를 초래하는 원인이 될 수도 있다. 따라서 국부세굴의 경향을 예측하고 분석하는 것은 교량 구조물이나 수중 구조물의 설계에 있어서 매우 중요한 과업이다. 이러한 국부세굴을 예측하고 분석하는데 있어서 국내에서는 일정한 흐름조건에 대한 최종세굴심을 예측하는데 초점이 맞추어져 있다. 하지만 국부세굴은 하상재료에 따라 세굴이 진행되는 속도가 다르며 세굴의 진행은 시간 의존적인데 반해 국내에서의 국부세굴의 예측과 분석은 최종세굴심 산정에 초점이 맞추어져 있다. 이에 본 연구에서는 보다 실질적이고 경제적인 국부세굴 경향을 예측할 수 있도록 다양한 하상재료에 대한 시간에 따른 세굴 변화의 특성을 파악하고 분석하였다. 이를 위해 하상재료에 따라 수리실험을 실시하였고, 이를 통해 하상재료에 따른 세굴심의 시간적 변화 곡선을 구하였다. 이렇게 구한 하상재료에 따른 세굴심의 시간적 변화 곡선을 통해 하상재료별 평형세굴심 산정하였고, 산정한 평형세굴심과 기존 세굴심 산정공식을 이용하여 입자별 세굴심을 산정하여 비교 분석하였다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2000년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.241-246
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• 2000

최근 들어 집중호우 및 게릴라성 호우 등 이상강우로부터 야기되는 급격한 하천유량의 증가는 교량에서의 세굴에 대한 안정성 여부에 큰 문제를 야기하고 있다. 홍수시에는 유량이 교량의 상관 위로 월류하게 되는 경우가 생기게 되며, 수심의 증가에 따라 상판의 일부분 또는 전체가 물이 잠기게 된다. 이때의 흐름은 압력흐름 상태를 가지게 되어 세굴의 발달을 더욱 크게 만들게 된다. 흥수시 압력흐름에 대한 위험은 일반 흐름에서보다 훨씬 크며 100년 빈도의 홍수사상일 지라도 그 효과는 500년 빈도의 홍수사상보다 더욱 크게 될 것이다. 기존의 세굴에 대한 연구의 대부분은 자유수면을 기초로 하고 있으며 이에 따라 많은 세굴방정식들도 자유수면에 대해서만 이루어지고 있다. (중략)

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1998년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• pp.51-55
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• 1998

서해대교가 건설중인 아산만은 세계적으로 조수간만의 차가 크기로 유명한 곳이며 해저지반 또한 실트질이나 풍화토로 이루어져 세굴에 취약한 지형이다. 더욱이 아산만의 개발 및 공사중 축조된 축도로 인한 통수단면적의 감소로 실제 유속이 2.7㎧에 이르고 있다. 이러한 유속의 증가는 조석의 왕복운동과 함께 교량세굴을 촉진하였고 교량의 안전을 위해 세굴의 추이를 면밀히 검토할 필요가 대두되었다. (중략)