• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1833-1838
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• 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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.416-416
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• 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.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.5
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• pp.55-62
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• 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.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.34 no.3
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• pp.13-27
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• 2018

To study how stable the rubble mound breakwaters are, one can look to the research of wave induced seepage flow through the pores of the rubble mound. Seepage flow is generally generated by the difference between the water level around the breakwater during a typhoon. The existing stability analysis method of the rubble mound is the static analysis which simply considers the force equilibrium taking into account the horizontal force acting on the concrete block induced by a wave (calculated by Goda equation) and the vertical force induced by the weight inclusive of the concrete block, quarry run, filter, and armor layer above the slipping plane. However, this static method does not consider the wave-induced seepage flow in the rubble mound. Such seepage may decrease the stability of the rubble mound. The stability of a rubble mound breakwater under the action of seepage was studied based on the results of CFD software (OpenFOAM) and Limit Equilibrium Method (GeoStudio). The numerical analysis result showed that the seepage flow decreased the stability of the rubble mound breakwaters. The results of the numerical analyses also revealed the stability of the rubble mound was varied with time. Especially, the most critical state happened at the condition of overtopping the concrete block, acting strong uplift pressure raising along side and underneath the concrete block, and generating high pore pressure inside rubble mound due to seepage flow. Therefore, it may be necessary to conduct a dynamic analysis considering the effect of wave-induce seepage flow together with the static analysis.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.44 no.6
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• pp.449-459
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• 2011

By examining the experimental results, the critical mean velocity which initiates the movement of riprap is increased with the riprap size in mean diameter, the mean diameter over water depth (d/h), Froude number (Fr), and turbulent shear velocity over critical mean velocity (u*/${\nu}$) which have great correlations among them so these parameters are adopted governing hydraulic stability for riprap. The hydraulic stability equation for riprap is developed by regression analysis. The developed equation is expanded from 0.36~0.73 m/s of experimental range to 0~5.0 m/s for the application in engineering discipline. So many useful relations among those parameters including critical mean velocity are derived by expanding to high Reynolds regions. Mean diameter calculation results by expanding to high Reynolds regions coincide with the calculations of ASCE and USBR at the range of 0~3.0 m/s and the calculation result of ASCE at the range of 3.0~5.0 m/s. The results by developed formulae coincide well with the formulae of ASCE in general and also the results by recently developed existing formulae of hydraulic stability for riprap. Thus, the developed equation has the high applicability in engineering discipline to evaluate the hydraulic stability for riprap.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.4
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• pp.445-454
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• 2008

Many countermeasures for local scour at bridge piers constructed on the river and sea have been developed and researched to protect piers against local scour. The most commonly employed method is riprap protection, which is sometimes required the filter installation between riprap and base layers. However, the construction of stone filters are really hard to perform in the field, require the high cost, or sometimes are impossible. The experimental modeling is conducted to analyze the riprap failure modes and the stability of riprap protection without filters based on the different approach velocity and riprap layer thickness conditions. Also, the stability index to evaluate the performance of riprap protection is developed using the experimental results. The cover and thickness of the riprap layer play a very important role in the stability and thicker riprap layers can prevent a total disintegration of the riprap layer effectively, especially due to winnowing failure.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.8 no.3
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• pp.149-155
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• 2008

To evaluate the formulae for the stability of riprap, the formulae of Isbash, California division of highway, Netherlands, ASCE, Pilarczk, and Maynord are comparatively analysed with the experimental results. The critical velocity which initiates the motion of riprap is increased with the weight and the size in diameter and the riprap size with water depth, Froude number, shear velocity with mean velocity, Shields parameter have great correlation with them. The results by 6 formulae are overestimated in riprap size in diameter and the result by Maynord formula proposed by U.S. Army Corps of Engineers estimates rather correct. The results by Isbash, Netherlands, and Pilarczk are overestimated in riprap weight but the result by California division of highway formula coincides with experimental result. In the experimental results of model riprap artificially made by gypsum with light weight density, the critical velocity is increased with shape factors. The critical velocity appears greater in regular arrangement of model riprap than in random arrangement of it. Therefore the shape factor and the degree of interlocking are an important parameters in riprap stability.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1996.05a
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• pp.131-136
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• 1996

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11a
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• pp.28-31
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• 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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.696-696
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• 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.