• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.34 no.6
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• pp.258-265
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• 2022

In Korea, the hydraulic model tests for measuring the wave overtopping have been almost conducted with no bottom slope or single slope condition in Korea. In this study, the bottom seabed for the coastal road area was fabricated at the wave flume and the wave overtopping was measured. The overtopping rate was also measured with the numerical modelling by OLAFoam. The measuring data were compared with EurOtop manual. It could be known the the influence of the foreslope in front of the vertical wall was significant and the these effects should be concerned when designing the coastal structures. And also it could be known that OLAFoam could be used to predict the wave overtopping rate for the complex bottom topography.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.19-19
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• 2023

최근 기후변화에 의해 단기간에 많은 양의 집중호우가 발생하여 도시지역의 침수 피해가 증가하고 있다. 이에 도시지역의 홍수 피해 해결을 위해 도심지 홍수 발생 시 홍수정도 및 상황을 파악할 수 있는 장비가 개발되었으나, 실용화 단계까지는 진행이 미흡한 상황이다. 또한 기존 도시지역 홍수 현상 및 원인을 분석하기 위해 수치모형을 활용하고 있으나, 우수관망의 노후화 및 초기 강우패턴 적용에 대한 정확한 해석결과의 어려워 활용성이 낮다. 또한 홍수정도와 발생상황 인지를 위한 계측 장비의 개발 연구는 지속적으로 진행되고 있으나, 계측 장비의 높은 가격으로 전국적으로 설치 할 수 없는 상황으로 이를 대응하기 위한 별도의 방안 마련이 필요한 실정이다. 이를 위해 본 과제에서는 고성능·저비용 계측센서를 개발하여 실용화 가능성을 높이고, 전국에 산재되어있는 CCTV(교통상황, 방법용 등)의 영상을 활용한 침수상황 인지 기술 개발, 계측 데이터와 모니터링 데이터의 활용을 위한 빅데이터 개방 플랫폼을 구축하여, 상습 침수지역에 대해 실시간 감시가 가능한 계측 시스템의 정형 데이터와 CCTV 및 영상 등 모니터링 장비의 비정형 데이터의 분석 기술을 결합한 새로운 도심지 홍수 감시 기술의 개발을 목표로 한다. 이를 위해 본 연구 1차년도에 지표면 침수심 계측센서와 우수관망 월류심 계측센서를 개발하였으며, 2차년도에는개발된 계측센서의 현장실증을 통해 데이터를 수집한다. 수집된 계측센서 데이터와 비정형(CCTV 영상) 데이터의 AI학습을 통해 분석된 침수심, 침수범위, 침수면적 데이터는 도심지 홍수 정보 프로그램을 통해 표출되며, 최종적으로는 현장 상황을 쉽게 파악 가능한 3D 레이어의 형식으로 표출하고자 한다. 추후 도심지 홍수 정보 프로그램을 통해 표출되는 3D 레이어는 환경부가 추진하는 DT(Digital Twin) 연계 인공지능(AI) 홍수예보 사업과의 연계 시 도심지 홍수 지도 구축을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.401-401
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• 2023

터널이나 폐기물저장소와 같은 지하 구조물 또는 지표에서부터 상당한 깊이로 설계되거나 건설되는 구조물을 계획하거나 건축할 때 구조물의 안전성에 영향을 주는 수많은 요인 중에 간과할 수 없는 것이 바로 지하수이다. 뿐만 아니라 지상 혹은 지하에서 오염이 발생하여 오염물질이 지중환경으로 유입되는 경우, 지하수 거동은 오염물의 이송·확산에 지대한 요인으로 작용한다. 최근에는 지구온난화와 같은 유례없는 기후변화를 경험하고 있고, 따라서 수자원으로써 지하수의 역할이 더욱 중요해지고 있다. 지하수의 저류와 거동은 지하매질의 특성에 지배되고 있지만, 지표 아래 자리잡고 있는 매질의 특성을 정확히 파악하기란 매우 힘들고, 따라서 지하수 거동을 해석함에 항상 불확실성이 존재한다. 전통적으로 지하매질의 특성을 이해하기 위해 다양한 지구물리탐사를 수행하여 왔고, 더욱 직접적인 관찰을 위해 시추를 수행하여, 시료를 수집·관찰하고, 시추공에서의 다양한 현장수리실험을 통해 수리특성을 알고자 하였다. 하지만 그동안의 다양한 노력에도 불구하고, 지하매질 및 지하수 거동에 대한 불확실성은 여전히 줄어들지 않고, 오히려 증가하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 지하수 거동을 결정짓는 지하매질의 수리특성에 대한 불확실성을 정량화하기 위한 도구로써, 매개변수 보정법의 하나인 Pilot Point Method(PPM)을 소개하고자 한다. 우물 또는 관측정을 통해 관측되는 지하수의 수위는 지하매질의 특성을 반영하고 있으며, 인간이 가장 쉽게 취득할 수 있는 지하 정보에 해당한다. 지하수 수위를 이용하여 수치모형의 매개변수를 보정하게 되며, 이 때 PPM이 적용된다. Pilot points의 공간적인 분포에 따라 다양한 보정 결과가 산출될 수 있으며, 다양한 결과들을 통해 변동계수를 산정한 후 수리특성의 불확실성이 높은 지역을 나타낼 수 있다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 물리탐사 또는 시추 작업을 위한 위치 선정의 기초자료로 활용될 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.178-178
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• 2022

일반적으로 하천은 상류에서 하류로 흐르지만, 하구에서 일어나는 해안으로부터의 염수의 역류 혹은 상류에서 홍수 발생 시 순간적으로 나타나는 역류 등 주 흐름을 거스르는 흐름이 종종 발생하는데 이는 예상치 못한 피해를 가져올 수 있으므로 최대한 방지해야 한다. 즉, 양방향 흐름이 일어나는 지역을 단방향 흐름으로 바꿔줄 수 있는 수리 구조물의 설치가 필요하다. 역방향 흐름을 제어하는 대표적인 예로는 보가 있는데, 보는 충분한 수위 확보뿐만 아니라 하구에서 역류하는 해수를 방지하는 역할도 한다. 다만, 상류와 하류를 수직적으로 분리함에 따라 물고기의 자유로운 이동을 제한하는 등 생태계를 단절시키는 부작용이 나타날 뿐만 아니라, 최근 정부의 정책에 따라 세종보, 죽산보 등의 보 해체 결정이 이루어지면서 이를 대체할 방안이 필요하다. 따라서 이번 연구에서는 수직적인 구조물이 아닌 수평적인 수리 구조물을 고안함으로써 생태계에 큰 영향을 주지 않으면서 가장 효과적으로 양방향 흐름을 제어할 수 있는 구조물 설계 모형을 탐구해보았다. 구조물 설계 아이디어는 심장의 판막에서 고안하였다. 판막은 특정한 방향성을 갖는 구조로 이루어져 있으면서 혈액의 역류를 방지하는 기관으로, 비슷한 방식으로 하천에도 특정 각도를 갖는 구조물의 설치를 통해 단방향 흐름을 유도할 수 있다고 판단하였다. 실제 하천 규모에서의 실험은 불가능하다고 판단, 전산 유체 프로그램 OpenFOAM을 이용하여 가상 수로의 모델링을 진행하였다. 얇은 판 형태의 흐름 제어 구조물을 수로 측면에 각각 설치 후, 같은 조건에서 정방향 흐름과 역방향 흐름에 대해 각각 시뮬레이션을 진행하였다. 이때, 두 흐름의 하류 유량 크기의 차이를 단방향 흐름을 정량화하는 수치로 산정한다. 시뮬레이션은 구조물과 흐름 방향이 이루는 각도, 구조물의 개수 및 간격, 구조물의 비대칭성 등 여러 가지 조건을 바꿔가면서 진행하고, 유속 분포 및 후류의 크기 등의 수리학적 현상을 파악하여 계산 결과를 분석한다. 분석 결과를 바탕으로 하류의 유량 차이가 가장 크게 나타나는 수리 구조물의 조건을 결정하고, 해당 구조물의 실제 적용 가능 여부를 판단한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.spc1
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• pp.1223-1234
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• 2022

Efforts for reducing greenhouse gas emission coping with climate change have also been performed in the field of water and wastewater works. In particular, the technical development for reducing energy has been applied in operating water distribution system. The reduction of energy in water distribution system can be achieved by reducing structural loss induced by topographic variation and operational loss induced by leakage and friction. However, both analytical and numerical approaches for analyzing energy budget of water distribution system has been challengeable because energy components are affected by the complex interaction of affecting factors. This research drew mathematical equations for 5 types of state (hypothetical, ideal, leak-included ideal, leak-excluded real, and real), which depend on the assumptions of topographic variation, leakage, and friction. Furthermore, the derived equations are schematically illustrated and applied into simple water network. The suggested method makes water utilities quantify, classify, and evaluate the energy of water distribution system.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.22 no.4
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• pp.61-71
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• 2006

A numerical procedure is presented fur evaluating seismic liquefaction on sloping ground sites. The procedure uses a fully coupled dynamic effective stress analysis with a plastic constitutive model called UBCSAND. The model was first calibrated against laboratory element behavior. This involved cyclic simple shear tests performed on loose sand with and without initial static shear stress. The numerical procedure is then verified by predicting a centrifuge test with a slope performed on loose Fraser River sand. The predicted excess pore pressures, accelerations and displacements are compared with the measurements. The results are shown to be in good agreement. The shear stress reversal patterns depend on static and cyclic shear stress levels and are shown to play a key role in evaluating liquefaction response in sloping ground sites. The sand near the slope has low effective confining stress and dilates more. When no stress reversals occur, the sand behaves in a stiffer manner that curtails the accumulated downslope displacements. The numerical procedure using UBCSAND can serve as a guide for design of new soil structures or retrofit of existing ones.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.25 no.5
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• pp.65-73
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• 2009

Large scale model tests and numerical analyses are performed to investigate the stress distribution of pillar due to surface loading nearby two-arch tunnel which is constructed in the regularly jointed rocks. It is observed that the influence of discontinuities on the stress distribution in the discontinuous rock mass and the underground stresses induced by surface loading are greater than those of linear elastic theory. Especially, lines of equal stresses are developed to the direction of inclination according to the inclined grade. In cases of discontinuities imbedded in parallel with or vertical to the ground, the pressure bulbs are formed symmetrically, however, the inclined ones result in stress distribution in parallel with and vertical to the planes of discontinuities. Results indicated that stress distribution is seriously affected by the angle of discontinuity. When stresses propagating to the pillar need to be estimated, relative location of surface loading, grade of discontinuous plane, and location of two-arch tunnel should be carefully considered.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.24 no.8
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• pp.149-160
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• 2008

Offshore pile foundations are prone to lateral soil pressures resulting from embankment construction for the reclamation on deepwater soft clay. Since the 1990s, offshore reclamation has actively progressed in Korea, connecting with the development of Songdo newtown, Incheon newport, and Busan newport representatively. Special attention has been given to lateral soil-structure interaction problems related to passively-loaded offshore pile foundations. Based on a plane strain large deformation finite element (LDFE) approach, this paper presents the results of investigation into undrained (short-term) and drained (long-term) behavior of passively-loaded offshore pile foundations. This study examines the effects of major factors, such as soil profile, pile head boundary condition, magnitude of embankment load, and average degree of consolidation. The results allowed quantification of differences in the magnitude of lateral soil pressure acting on the piles between undrained and drained phases.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.24 no.7
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• pp.51-60
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• 2008

In this paper, the behaviour of shell foundation was studied. In the theoretical program, the general shallow foundation theories and failure mechanism developed by Terzaghi, Mayerhof and others were reviewed and compared. In the numerical study, the 2 and 3 dimensional FEM simulations were carried out using an uncoupled-analysis approach. The results obtained from the model test show that the bearing capacity of shell foundation was about 25% to 30% larger than that of general foundation. Due to the cases of shell angle, the maximum bearing capacity of shell foundation shows when the shell angle of foundation was $60^{\circ}$. In addition, even if the shell foundation has various advantages compared with the general foundations as described above, the practical verifications in full scale size will be necessary to use in the field and will be helpful in the technical development of other special foundations.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.23 no.4
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• pp.69-77
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• 2007

In this study, the consolidation behavior of clayey ground improved by vertical drain method was analyzed by the finite difference method based on the three-dimensional elasto-viscous consolidation theory, which can express the behavior of the secondary consolidation without considering the distinction of the normally consolidated and overconsolidated states. And the applicability of the elasto-viscous consolidation theory was discussed by comparing with the test results obtained from the model test of ground improved by vertical drain system. From these results, it is found that the amount of the settlement when the excess pore water pressure almost dissipated in the clay ground with vertical drains became smaller than that of the one-dimensional condition, and then the amount and rate of the residual settlement at secondary consolidation process became larger than those of the one-dimensional condition. finally, the effect of soil parameter on behavior of consolidation process was investigated by the results of a series of numerical analysis for the normalized and overconsoldiated states.