• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.501-501
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• 2023

하천에서의 여가활동에 대한 수요가 증가함에 따라 각종 친수활동에 대한 안전도 평가가 사고예방을 위해 중요해지고 있다. 친수 활동의 안전은 수리 및 수질 인자에 크게 영향을 받지만 기존 친수지수는 수질 인자에만 집중되어 개발되어왔다. 하지만, 세일링, 패들링, 저동력보트 등 입수형 친수활동의 경우, 다양한 수리 현상에 큰 영향을 받기 때문에 유속, 흐름 방향, 수심 및 수면 폭 등의 수리인자를 친수지수에 반영할 필요가 있다. 또한, 친수활동에 위험이 되는 수리적 조건은 유량 조건과 하천의 평면적 공간에 따라 상이하게 발생하기에 이를 공간적으로 평가하는 것 역시 필요한 실정이다. 본 연구에서는 수리학적 요소를 기반으로 하천 친수 활동에 대한 안전도를 평가하기 위해 공간적으로 친수활동의 안정성을 평가할 수 있는 SRRI (Spatial River Recreation Index)를 제안하였다. SRRI의 개발을 위해 1단계에서는 다양한 유량 조건에서 EFDC 동수역학모형을 이용하여 수리 인자들의 공간적 분포를 재현한 후, 2단계에서는 퍼지합성법 (FSE)를 적용하여 수리인자의 모든 소속도와 가중치를 종합하여 하천 지점별 하천친수지수를 산정하였다. 개발한 SRRI를 낙동강-금호강 합류부에 적용한 결과, 유량 및 지형 조건에 따라 각 수리인자가 친수활동 안전성에 미치는 영향이 공간적으로 매우 상이하게 나타났다. 유향(흐름 방향)은 합류지점 부근에서 친수활동의 위험성을 크게 증가시키는 반면, 사행구간에서는 수심이 중요한 요인으로 나타났다. 고유량 조건에서는 유속이 세일링 및 패들링에서 가장 큰 영향을 미치는 요소로 작용하였다. 특히 세일링은 유량 변화에 민감하여 고유량시에는 주흐름부와 합류부 부근을 제외하고 일부 공간에서만 안전하게 이용이 가능한 것으로 나타났다. 반면 무동력 및 저동력보트는 유량 변화에 덜 민감하여 고유량 조건에서도 부분적으로 허용될 수 있었지만 사행구간의 고수심부에서는 위험 등급으로 권고되었다. 이러한 결과를 바탕으로 SRRI는 다양한 수리학적 조건을 기반으로 공간적 안전정보를 제공함으로써 많은 이용자들이 하천에서 보다 안전한 친수활동을 즐기는 데에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1976-1981
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• 2010

하천사업이 자연친화적인 사업으로 변화하면서 친수성을 가진 다양한 형태들의 호안블록이 개발되고 있다. 호안블록의 다양성에 비해 유수에 대한 안정성을 검증할 수 있는 항력 양력계수, 상당조도 등의 수리특성인자에 대한 연구가 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수리모형 실험을 통해 호안블록의 역학적인 특성을 분석하여 유수가 호안블록에 미치는 영향을 규명하였으며, 호안공법에 대한 수리모형 실험방법의 적용성을 모색하였다. 수리실험은 수로의 상류로부터 수류의 안정화가 이루어지는 9m 지점의 수로 바닥에 블록을 설치하였으며, 4분력계와 전자유속계를 이용하여 수리특성인자의 계측을 실시하였다. 단체실험은 형태가 다른 6개의 호안블록을 이용하여 실험을 실시하였으며, 단체실험결과에 의한 항력과 양력이 양호한 호안 4로 군체실험을 실시하였다. 군체 실험을 통해 상당조도가 0.163에서 0.165로 증가하는 것으로 확인되었으며, 상당조도의 증가에 따른 유속 저감 정도를 파악할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2000.09a
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• pp.105-115
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• 2000

As large underground projects such as radioactive waste disposal, hot water and heat storage, and geothermal energy become influential, the study, which consider all aspects of thermics, hydraulics and mechanics would be needed. Thermo Hydro-Mechanical coupling analysis is one of the most complex numerical technique because it should be implemented with the combined three governing equations to analyze the behavior of rock mass. In this study, finite element code, which is based on Biot's consolidation theory, was developed to analyze the thermo-hydro-mechanical coupling in continuum rock mass. To verify the implemented program, one-dimensional consolidation model under the isothermal and non-isothermal conditions was analyzed and was compared with the analytic solution. The parametric study on two-dimensional consolidation was also performed and the effects of several factors such as poisson's ratio and hydraulic anisotropy on rock mass behavior were investigated. In the future, this program would be revised to be used for analysis of general discontinuous media with incorporating discrete joint model.

• Tunnel and Underground Space
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• v.10 no.3
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• pp.355-365
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• 2000

As large underground projects such as radioactive waste disposal, hot water and heat storage, and geothermal energy become influential, the study, which consider all aspects of thermics, hydraulics and mechanics would be needed. Thermo-Hydro-Mechanical coupling analysis is one of the most complex numerical technique because it should be implemented with the combined three governing equations to analyze the behavior of rock mass. In this study, finite element code, which is based on Biot's consolidation theory, was developed to analyze the thermo-hydro-mechanical coupling in continuum rock mass. To verify the implemented program, one-dimensional consolidation model under the isothermal and non-isothermal conditions was analyzed and was compared with the analytic solution. The parametric study on two-dimensional consolidation was also performed and the effects of several factors such as poisson's ratio and hydraulic anisotropy on rock mass behavior were investigated. In the future, this program would be revised to be used for analysis of general discontinuous media with incorporating discrete joint model.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.33 no.4
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• pp.611-626
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• 2023

Overseas examples of the characterization stage of site selection proposed by the International Atomic Energy Agency were reviewed to highlight the factors necessary for consideration in the deep disposal of high-level radioactive waste. Studies in Sweden, Finland, the USA, and Canada were considered. Site investigations in Sweden and Finland commonly covered the fields of geology, hydrogeology, and hydrogeochemistry using similar field investigation techniques. The USA considered survey groups and factors under pre- and post-lockdown guidelines, as well as those for desaturated and saturated surveys. involving geophysical, hydrological, hydrogeological, hydrogeochemical, mechanical/physical, and thermal-characterization investigations. Canada provided a list of investigative methods for both preliminary and detailed site assessments including geological, physical, boring, hydrological, laboratory testing, and chemical analysis studies. Results of this study should elucidate site-selection investigation factors and survey methods applicable to Korea.

• 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.

• Tunnel and Underground Space
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• v.29 no.6
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• pp.439-455
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• 2019

A buffer is the major component of a high level radioactive waste repository. Due to their thermal conductivity and low permeability, bentonites have been considered as a key component of a buffer system in most countries. The deep geological condition generates ground water inflow and results in swelling pressure in the buffer and backfill. Investigation of swelling pressure of bentonite buffer is an important task for the safe disposal system. The swelling pressure that can be critical is affected by mechanical and hydro properties of the system. Therefore, in this study, a sensitivity analysis was conducted to examine the effect of hydro-mechanical (HM) behaviors in the MX-80 bentonite. Based on the results of the swelling pressure generation with HM model parameters, a coupled HM analysis of an unsaturated buffer and backfill in a deep geological repository was also carried out to investigate the major factor of the swelling pressure generation.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.33 no.2
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• pp.35-47
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• 2017

Thermal behavior of soils is mainly focused on thermal conduction, and the study of natural convection is very limited. Increase of soil temperature causes natural convection due to buoyancy from density change of pore water. The limitations of the analysis using fluid dynamics for natural convection in the porous media is discussed and a new numerical analysis is presented for natural convection in porous media using THM governing equations fully coupled in the macroscopic view. Numerical experiments for thermal probe show increase in the uncertainty of thermal conductivity estimated without considering natural convection, and suggest appropriate experimental procedures to minimize errors between analytical model and numerical results. Burial of submarine power cable should not exceed the temperature changes of $2^{\circ}C$ at the depth of 0.2 m under the seabed, but numerical analysis for high permeable ground exceeds this criterion. Temperature and THM properties of the seafloor are important design factors for the burial of power cable, and in this case effects of natural convection should be considered. Especially, in the presence of heat sources in soils with high permeability, natural convection due to the variation of density of pore water should be considered as an important heat transfer mechanism.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.11
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• pp.863-873
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• 2021

The mechanical dispersion which dominates solute transport in porous media is caused by the difference in flow velocity within pores. Longitudinal dispersion coefficient and longitudinal dispersivity that are hydro-dispersive parameters of advection-dispersion equation can only be obtained by experiment. Hydraulic mean radius that represents the amount and intensity of flowing water within pores can be obtained by the formula using the factors for physical properties. A slug injection test was conducted and a power type empirical formula for obtaining a longitudinal dispersivity using a hydraulic mean radius in rockfill porous media was derived. It is possible to obtain the longitudinal dispersivity depending on transport distance because it contains a formula for a scale constant, and expected to be applicable to waterways filled with homogeneous gravel and small flow rate.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.15 no.3
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• pp.57-66
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• 2016

In this study, to prevent possible collapse caused by hydraulic or mechanical instability, liquid nitrogen injection method is developed and implemented at the tip of drilling auger of steel pipe propulsion tunneling. In this study, 1/5-scale model auger and sand chamber were manufactured. The prototype diameter of steel pile (or casing) is assumed about 1,000 mm. For the frictional sandy soils and plastic weathered soils, liquid nitrogen injection methods were tested varying water contents of the soils. For the induced hydraulic instability, the ground near the drilling auger was frozen within approximately 5 minutes preventing mechanical collapse and water infiltration. Securing stability of steel pile propulsion tunneling using liquid nitrogen was much more effective for which the water content of the soil somewhat exceeds the optimum water content.