• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.32 no.6
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• pp.524-530
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• 2020

The risk of offshore wind turbine support structures by scour has been proposed. The proposed utilize probabilities of scour depths and fragilities according to scour depth and a modification of a seismic risk analysis method. The probability distribution of scour depth was calculated using a equation which is suitable to consider marine environmental conditions such as significant wave height, significant period, and current velocity, and dynamic analysis was performed on an offshore wind turbine equipped with an suction bucket to find fragility. Then, the risk of offshore wind turbine support structure considering scour can be found by integrating the scour probability and the fragility.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.33 no.6
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• pp.374-382
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• 2021

The scour risk assessment was conducted for ultimate limit state of newly developed penta pod suction bucket support structures for a 5.5 MW offshore wind turbine. The hazard was found by using an empirical formula for scour depth suitable for considering marine environmental conditions such as significant wave height, significant wave period, and current velocity. The scour fragility curve was calculated by using allowable bearing capacity criteria of suction foundation. The scour risk was assessed by combining the scour hazard and the scour fragility.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 1998.09a
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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)

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

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.102-102
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• 2011

보는 하천에서 취수나 하상유지를 위한 하천횡단구조물로 일반적으로 본체, 물받이, 바닥보호공 등으로 구성되며 제방 연결부 호안 및 밑다짐 등에 대한 설계기준이 하천설계기준에 제시되어 있다. 그러나 태풍 루사나 매미에 의한 피해사례를 보면 하천 횡단 구조물 본체가 파괴되는 피해 뿐만 아니라, 구조물과 제방과의 연결부가 세굴이 발생되어 붕괴되는 사례가 많이 발생하고 있다. 하천설계기준 해설(2009)에는 이러한 보와 제방의 연결부 부분을 연결호안이라하여 관련 기준을 제시하고 있으나, 설치구간의 길이를 정할 때 하천의 규모나 하도의 특성을 고려하지 못하고 일률적으로 결정하도록 하고 있다. 이에 건설기술연구원의 '보 및 낙차공 설계기술 개발 연구보고서'(윤광석 등, 2006)에서는 고정상 실험을 통해 연결호안 설치구간에 대한 실험식을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 수치모의를 통하여 건설기술연구원에서 수행하였던 실험을 재현하고, 제방을 이동상으로 하여 인자들 간의 상호 관계를 밝히며, 그 특성을 분석하고자 한다. 그리고 윤광석 등(2006)에 의해 제시된 실험식에 적용하여 검증하였다. 수치모의는 유량을 $0.7{\sim}2.8m^3/sec$까지 변화하며 수행하였으며, 유사의 대표입경은 0.63mm로, 상류수심은 1.0m로 일정하게 유지하였다. 수치모의는 평형세굴 발생 후, 최소 모의시간의 10%정도 지난 시간까지 하였다. 수치모의 결과는 다음과 같다. (1) 유량이 증가함에 따라 유속 및 Froude 수가 증가하여 상 하류부 세굴 발생 범위와 폭은 증가하였다. (2) 상류는 하류에 비해 유량에 따른 세굴발생 범위가 상대적으로 작게 나타났으며, 이는 하류단에 비해 상류단의 유속 및 Froude 수의 차이가 작았기 때문인 것으로 판단된다. (3) 세굴의 폭을 측정함으로써 세굴에 가장 취약한 부분을 짐작할 수 있으며, 설계에 반영되어 호안이나 옹벽의 두께결정에 적용한다면 세굴에 대해 좀 더 안전한 설계가 될 수 있을 것이다. (4) 건설기술연구원(2006)에서 제시한 식(1)과의 비교를 통해 수치모의 결과가 식(1)로부터 계산된 값보다 작음을 알 수 있으며, 그 이유는 식(1)의 범위는 와류영역구간을 나타내서 연결호안 설치구간 길이를 제시하고 있는 반면, 본 연구의 수치모의 결과는 세굴이 발생한 범위를 제시하였기 때문이다. 향후 보 높이와 좀 더 다양한 유량에 대한 경우를 수치모의하고, 이동상 제방에 대한 실험을 통해 명확한 식을 제안 할 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.52 no.2
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• pp.133-139
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• 2019

In this study, the degree of scouring according to the bed material according to the flow rate and the relationship between the flow velocity and the bed scouring were investigated in order to examine the operability of the revetment and embankment. The materials used in the experiment were sand and loess as materials used in the embankment. We measured the scouring of the material according to the change of the flow velocity by using the indoor high flow velocity experiment device and verified the flow rate. In this way, The purpose of this study was to compare and analyze changes in material before and after scouring, and compare basal scouring evaluation by bed material with high flow velocity. In case of sand, the cohesive force is very weak, so more than 40% of the material is lost even at less than 1.0 m/s. In the case of loess, less than 6% of the bed material is lost at more than 2 m/s. The reason why the material was lost was that the cohesion was so strong that the material was dried after the compaction and cracked. As a result, the material was lost from the part where the dry crack occurred. In this study, the composition and loss of bed materials were evaluated.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.5
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• pp.325-331
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• 2016

This research developed a flood fragility curve of bridges considering the debris impacts. Damage and failures of civil infrastructure due to natural disasters can cause casualties as well as social and economic losses. Fragility analysis is an effective tool to help better understand the vulnerability of a structure to possible extreme events, such as earthquakes and floods. In particular, flood-induced failures of bridges are relatively common in Korea, because of the mountainous regions and summer concentrated rainfall. The main failure reasons during floods are reported to be debris impact and scour; however, research regarding debris impacts is considered challenging due to various uncertainties that affect the failure probability. This study introduces a fragility analysis methodology for evaluating the structural vulnerability due to debris impacts during floods. The proposed method describes how the essential components in fragility analysis are considered, including limit-state function, intensity measure of the debris impact, and finite element model. A numerical example of the proposed fragility analysis is presented using a bridge pier system under a debris impact.

• Journal of The Geomorphological Association of Korea
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• v.19 no.2
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• pp.187-195
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• 2012

Daisetsuzan National Park in Hokkaido, Japan, has an extensive alpine region due to the topographic feature of lava plateau, and exhibits the surface geology largely composed of pyroclastic materials. In addition, the peak season of mountain climbing in the park coincides with a snow-melting period, resulting in severe soil erosion along hiking trails generated by human trampling, snow-melting water and pipkrake. Trail section has been particularly enlarged because the snow-melting water scours a trail surface and the pipkrake erodes sidewalls of a trapezoid-shaped trail. The scoured tread also forces hikers to walk out of a trail, and then frequently brings about path divergence as well as path widening. The soil particles, which are produced by erosional processes in a slope reach, flow downward, and cause the secondary trail degradation by covering a tread in a flat reach and nearby grassland.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.16 no.5
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• pp.55-66
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• 2015

Big tidal differences, which range from 3.0 m to 8.0 m, exist with regional locations at south and west shores of Korea. Under this ocean circumstance, since a large scour may occur due to multi-directional tidal current and transverse stress of the wind, the scour surrounding the wind turbine structure can make instability of the system due to unexpected system vibration. The hydraulic resistance capacity of soils consolidated under different pressures are evaluated by Erosion Function Apparatus (EFA) under unidirectional and bi-directional flows in this study. It was found that the flow direction change affects significantly on the sour rate and critical shear stress, regardless of soil types while the consolidation pressure affects mainly cohesive soil. Among geotechnical parameters, the undrained shear strength can be well-correlated with the hydraulic resistance capacity, regardless soil type while the shear wave velocity shows the proportional relationships with the hydraulic resistance capacities of fine grained soil and coarse grained soil, respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.440-444
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• 2011

집중호우로 인한 자연재해는 대부분 하천을 중심으로 발생하며, 설계빈도를 초과한 홍수량을 인해 제방을 월류하거나 제방의 붕괴로 인해 피해가 발생하게 된다. 일반적으로 제방 붕괴와 같은 홍수의 위험으로부터의 취약성을 감소시키는 동시에, 홍수에 의한 피해에 대해 빠른 복구가 이루어질 수 있도록 하는 정책을 홍수 경감 대책이라고 하며, 홍수에 대비하는 정책은 홍수의 주기 및 재해특성과 관련이 있고, 인간과 사회에 대한 잠재적인 피해를 줄이기 위해 필요하다. 본 연구에서는 여러 가지 이유에 의해 발생하는 제방의 붕괴 현상이 복잡한 수리학적 또는 토질 기초 공학적 현상 등에 의하여 일어나기 때문에 이에 대한 발생 원인을 규명하는 것이 쉬운 일은 아니나, 일반적 월류, 세굴, 침하 및 지진 등으로 꼽히는 제방 붕괴 위험 원인들을 검토하여 제방 붕괴를 유발할 수 있는 하천의 위험 인자들을 제시하고자 하였다. 이를 토대로 하천 내 주요지점에 대한 위험도를 산정할 수 있는 기법을 개발하고 시험유역을 대상으로 하천에서 발생 가능한 위험 지구를 선정하여 그 타당성을 검토하고자 하였다.