• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1833-1838
• /
• 2008

본 연구는 호안보호공 중 하천 바닥 또는 제방의 유지시설로 많이 쓰이는 사석의 안정성 분석을 위하여 수리실험을 실시하였다. 안정성 분석을 위해 Isbash식, Netherlands 간이공식, ASCE식, Pilarczk식, Maynord식을 검토하였다. 실험결과 사석의 직경이 커짐에 따라 한계유속이 증가하였고, 형상계수가 커지면 한계유속이 증하하였다. 또한 랜덤배열일 때보다 규칙배열일 경우 한계유속이 크게 측정 되었다. 이로서 형상계수와 인터로킹의 정도가 사석의 안정성에 중요한 함수라는 것을 나타낸다. 사석은 Maynord의 직경공식과 미 California주 정부 중량공식이 적합하게 나왔고, 모형사석의 규칙배열에서는 Pilarczk의 직경공식과 Netherlands 간이 무게공식이 적합하였다. 모형사석의 랜덤배열시에는 Isbash 공식이 적합하였다. Isbash 공식과 직경산정에 형상계수를 대입하여 새로운 식을 개발하였다. 이는 기존공식의 적용성을 더 개선할 수 있으리라고 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
• /
• pp.416-416
• /
• 2011

최근 하천의 생태성이 강조된 식생, 사석, 목재 등의 자연 재료를 사용하는 친환경적인 호안이 고안되어 시공되고 있다. 이러한 호안들은 홍수시 유실에 따른 안정성의 확보와 생태성을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구는 기존에 개발되어진 돌망태호안, 식생호안 및 식생블록호안의 안정성평가 프로그램에 개발한 사석안정성 산정식을 이용하여 사석호안공에 대한 안정성평가를 추가하였다. 각각 호안에서의 밑다짐공의 최대세굴심과 폭의 산정으로 밑다짐공의 안정성평가를 추가하여 호안 안정성평가에 대해 폭 넓은 평가를 제시하였다. 개발된 호안 안정성평가 프로그램에 사석호안공과 밑다짐공의 안정성을 추가하여 김상문, 최흥식(2008)에 의해 Data-Base를 기반으로 개발된 Menu-Driven방식의 호안 안정성평가 프로그램을 개선하였다. 개선을 통하여 호안의 축조는 물론 생태성이 강조된 호안설계에 의한 자연형 하천복원 시에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.55-62
• /
• 2000

심층혼합처리공법에 의해 개량된 연약지반상에 사석제를 축조한 후 배면매립을 실시할 경우 사석호안의 변형거동을 관찰하기 위해 계측을 실시하였다. 개량지반상에 사석호안을 축조하기 위한 설계기준을 마련하기 위하여 유한요소법을 이용한 지반변형해석과 Bishop의 간편법을 이용한 사면안정해석을 실시하였다. 이들 해석을 사석제부, 연약지반부 그리고 뒷채음성토부의 토질조건 및 형상이 다른 여러 경우에 대하여 실시하여 그 결과를 서로 비교 분석하였다. 즉, 해석결과를 이용하여 사석제 정사부에서의 수평변위량과 침하？을 호안의 사면안정률과 연과지어 검토하였다. 본 연두결과 사석호안의 사면안전률 1.3보다 낮을 경우 상당히 큰 지반변형이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권3호
• /
• pp.13-27
• /
• 2018

사석경사식 방파제의 안정성에 있어 파랑에 의한 사석마운드내의 침투흐름의 영향이 연구되었다. 침투흐름은 일반적으로 태풍시 방파제 주변 수위차에 의해 발생된다. 기존 사석마운드의 안정해석법은 정적해석으로 활동면 상의자중(콘크리트블록, 사석, 필터, 보호층)에 의한 수직력과 콘크리트 블록에 작용하는 파압에 의한 수평력(Goda 식으로 산정)의 힘의 평형조건으로 결정된다. 그러나 이 정적방법은 사석마운드 내의 파랑에 의한 침투흐름을 고려할 수 없다. 이런 침투흐름은 사석마운드의 안정성을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 침투 작용시 사석경사식 방파제의 안정성에 대해 CFD 프로그램(OpenFOAM)과 한계평형해석법(GeoStudio)을 이용하여 검토하였다. 수치해석결과 침투로 인해 사석경사식 방파제의 안정성이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 수치해석 결과는 사석마운드의 안정성이 시간에 따라 변하는 것을 보여주었다. 특히 파가 방파제를 월류하고 침투류에 의해 상치콘크리트 측면과 하부에 강한 양압력과 사석마운드 내부에 간극수압이 크게 발생하는 시점에 가장 불안정 상태를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 동적 파랑에 의한 침투류의 영향을 고려한 동적해석도 정적해석과 함께 검토할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제44권6호
• /
• pp.449-459
• /
• 2011

사석 입자의 운동을 시작하는 한계평균유속은 사석의 평균입경, 수심에 대한 사석의 평균입경 비, Froude수 및 한계평균유속에 대한 난류전단속도 비에 따라 증가함을 실험을 통해 확인하였고, 이 값을 사석의 수리적 안정성을 지배하는 변수로 채택하여 회귀분석을 통한 사석의 안정성 실험식을 개발하였다. 개발된 사석 안정성 식은 기존 실험의 유속범위인 0.36~0.73 m/s에서 0~5.0 m/s까지 확장시켜 실제 하천에 적용 가능성을 검토하였다. 큰 값의 Reynolds수의 확장에 따른 한계평균유속을 포함한 매개변수간의 유용한 상관성을 제시하였다. 실험값으로부터 확장된 큰 값의 Reynolds의 범위에서의 사석 안정성에 대한 평균입경의 산정은 0~3.0 m/s에서는 미국 토목학회 공식과 미개척국에서 제시한 안정성식과 적합함을 보였으며, 3.0~5.0 m/s에서는 미국 토목학회 공식과 잘 일치하였다. 개발된 사석평균입경 결정공식은 일반적으로 미국 토목학회 공식과 잘 일치하였고, 기존 안정성식과 비교한 결과 대부분 잘 일치하는 것으로 확인되었다. 따라서 개발된 사석평균입경 산정식은 높은 사용성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제41권4호
• /
• pp.445-454
• /
• 2008

하천이나 해상에 건설된 교량의 교각에서 발생하는 세굴은 구조물의 안전에 있어서 매우 중요하며 이러한 세굴을 막기 위해 여러 세굴보호공법들의 개발 및 연구가 수행되고 있으며, 현재 현장에서 가장 많이 적용되는 방법으로 사석보호공이 있다. 이러한 사석보호공의 경우 사석과 하상 입자 크기에 따라 그 비율이 기준 이상이 될 경우 사석 층과 하상 사이에 필터 층을 시공해야 하지만 현장여건에 따라 필터시공부분에 막대한 공사비용을 추가하거나 필터 시공이 불가능한 경우도 있다. 본 연구는 수리모형실험을 통해 필터 없는 사석보호공의 붕괴 형태를 분석하고, 세굴을 방지하기 위해 설치하는 사석 세굴보호공이 필터 설치가 반드시 필요한 조건이지만 필터 층 없이 설치될 경우, 포설 두께 및 접근 유속에 따른 침하 안정성을 평가하기 위한 것이다. 실험 결과는 정량적인 분석과 정성적인 분석을 통해 최종적으로 필터 없는 사석 보호공의 안정성 평가 지표를 개발하는데 활용되었다. 접근유속이 증가하거나 사석보호공의 포설두께가 감소할수록 최종침하량은 증가하는 양상을 보였으며, 모든 실험조건에서 경미한 유사이탈은 최종침하량에 도달할 때까지 발생하였다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.149-155
• /
• 2008

사석의 안정성 분석을 위해 Isbash식, California 도로국식, Netherlands간이식, ASCE식, Pilarczk식, Maynord식의 검토를 수리모형실험을 통해서 수행하였다. 사석의 경우는 직경과 중량이 커질수록 한계유속이 크게 나왔으며, 그에 따른 수심에 대한 사석의 직경비, Froude수, 평균유속에 따른 전단유속비, Shields수는 상관성이 크게 나왔다. 공칭직경에 대한 안정식은 6가지 식이 모두 크게 산정하고 있고, 그중 미 공병단에서 제시한 Maynord식이 비교적 잘 맞는 것으로 나타났다. 중량산정식의 경우 Isbash식, Netherlands식, Pilarczk식은 중량이 유속에 대하여 과대추정 되었고, 켈리포니아주 정부 도로국 식이 실험결과와 일치하는 것으로 나타났다. 단위중량이 작은 석고재료에 의한 모형사석 실험에서는 형상계수가 클수록 한계유속이 크게 나타났고, 또한 임의배열일 때보다 규칙배열일 경우 한계유속이 크게 측정 되었다. 이로서 형상계수와 결속의 정도가 사석의 안정성에 중요한 함수라는 것을 알 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 1996년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.131-136
• /
• 1996

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
• /
• pp.28-31
• /
• 2010

충청남도 서해안은 생태환경의 보고로서 갯벌, 사구, 해안습지 등 독특한 자연적 특성을 갖고 있는 지역이다. 그러나 다른 지역에 비해 대규모 간척 및 매립으로 인한 해양생태계 피해에 현저히 노출되어 있고, 최근 산업화 및 관광권화가 진행되고 있으며 해안선 침식 방지를 위한 연안정비사업으로 각종 연안 방호구조물이 건설되었다. 이 중 가장 많이 건설된 연안 호안구조물은 배후지역의 안정성 확보, 해안도로의 건설 등 다양한 목적으로 축조되었다. 그러나 성장위주의 경제정책으로 연안 호안구조물이 무분별하게 설치되어 파도와 호안 구조물의 접촉 시 호안구조물이 파랑을 견디지 못해 사면피복재가 산란되어 외관상 주변 환경을 해칠 뿐만아니라 2차 피해까지 야기 시킬 우려가 있다. 본 연구에서는 호안구조물의 리모델링을 통해 안정성을 증대시키기 위해 서해 연안지역의 4개 시 군 29개 지점을 대상으로 호안구조물 현황에 대해 조사하고 호안구조물의 리모델링을 통해 붕괴된 지역을 대상으로 파랑에 대해 안정한 사석재 소요질량을 호안구조물의 경사 별로 산정하여 비교하였다. 피복재 소요질량 산정을 위한 설계파고는 유의파고를 적용하였으며, 산정공식은 허드슨공식(Hudson, 1959)을 사용하였다. 추가적으로 사석 층의 두께와 단위면적당 수용해야할 사석재의 개수를 산정하여 호안구조물 설계 시 사석재의 배치를 용이하게 할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 산정된 값들은 초기설계로서 파랑에 안정한 호안구조물의 설계 조건 중 일부분으로 호안구조물의 최종 설계 시 조파실험을 통하여 안정성을 검증 해야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.696-696
• /
• 2012

호안은 유수의 침입으로부터 제방 및 하안의 침식 피해를 방지하기 위해 제방에 설치되는 구조물이다. 침식에 의한 제방 및 호안의 대표적인 붕괴특성 중에는 만곡부, 하천 급경사, 지형의 간섭효과 등이 있다. 특히, 만곡부는 원심력, 2차류 등에 의한 수위상승 및 유속증가로 제체에 응력 집중이 발생되어 안정성 저하를 유발할 수 있다. 또한, 만곡부의 흐름 방향전환 현상은 하도내 통수능 저하를 발생시켜 홍수피해를 가중시킬 수 있다. 따라서 하천특성상 만곡부에 의해 발생할 수 있는 홍수피해 요소를 저감시킬 수 있도록 적합한 피해저감대책을 마련할 필요가 있다. 제방의 보강대책으로서 활용되고 있는 호안은 역학적인 측면에서 외력과 저항력의 크기에 따라 안정성이 평가되어야 하며 지역여건 등에 따른 만곡부의 수위상승 및 제방 침식 등을 고려한 설계가 수행되어야 한다. 국내 실무에서 적용되고 있는 호안설계방법은 하천설계기준 해설(2009)을 참고하고 있는데, 흐름현상 및 만곡부 특성 등에 대하여 경험과 이론의 양면을 고려한 설계를 수행하도록 제안하고 있다. 이는 호안 안정성에 대한 역학적 검토 방법의 한계로 비합리적 설계가 될 우려가 있다. 따라서 만곡부에 의한 유속 및 소류력 등 흐름특성을 고려한 정량적인 평가기법이 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 수리실험을 통해 만곡에 의한 흐름영향과 수리학적 거동 및 설계요소를 파악하고자 만곡부에 사석호안공을 설치하여 흐름전환 및 유속변화에 따른 사석호안공의 이탈현상을 재현하였다. 실험수로는 곡률반경( )이 4.5 m인 만곡부가 3개소 발생하는 폭 2.3 m, 길이 25 m의 다중 사행수로 형태이다. 실험수로 우안의 1V:2H 경사면에 10, 20, 30, 40, 50 mm 사석을 크기별로 설치하여 만곡에 의한 유속변화 등 흐름현상과 호안공 이탈을 관찰하였다. 수리실험은 고정상으로 수행되었으며 정상류 흐름조건에서 공급유량별 하류단 수위 조절을 통해 만곡부내 호안 공 이탈을 발생시키는 설계인자를 도출하고자 유속과 수심을 측정하였다. 실험결과를 바탕으로 사석호안공 설계시 1차원 접근유속에 만곡 영향을 고려하여 대표유속으로 적용하는 방법의 특성을 파악하고, 사석호안공의 이탈유속과 만곡에 의한 흐름특성간의 상관관계를 분석하여 제원결정기법을 제안하였다.