• 한국철도학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.384-389
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• 2008

궤도구성품 중 도상은 레일과 침목으로 전달되는 열차하중을 노반으로 전달하는 중간매개체 역할을 하며, 도상자갈의 열화는 궤도틀림 진전에 직접적으로 영향을 미친다. 본 연구에서는 대형 보선장비(멀티플 타이 탬퍼; MTT; Multiple Tie Tamper)를 사용한 도상다짐작업과 누적통과톤수가 자갈 세립화 및 도상열화의 주요 원인이다. 도상자갈의 열화특성을 파악하기 위하여 시험용 궤도 부설을 통한 현장실험(2장. 실외 실측시험)과 실제의 운행 환경을 모사한 모형실험(3장. 실내 모형실험)을 실시하였고 실제 운용중인 고속선에서 채취한 시료의 파쇄입자 비율과 비교분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권6호
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• pp.466-474
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• 2016

터널의 윗부분이 모래자갈인 지층에서 터널을 시공하기 위하여 터널천정부를 그라우팅으로 굴착 전에 미리 보강하였다. 지하수가 있는 구간에서 강관다단그라우팅으로 LW 혹은 초미립자시멘트의 SSM을 주입하여 지하수 유출을 억제함과 동시에 모래자갈층의 강도를 높여 터널을 안전하게 시공할 수 있었다. 지하수가 배수되어 버린 구간에서는 제트그라우팅으로 보강한 후 터널을 시공하였다. 그라우팅 주입 후의 보강효과는 터널굴착 중 지하수의 유출 여부와 터널천정의 모래자갈이 부착되어 있지 않고 탈락하는지 여부로 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.529-536
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• 2016

본 연구는 급경사 자갈하상 만곡수로의 이동상 수리실험을 이용하여 만곡부 최대세굴심 산정공식들의 적용성을 평가하였다. 평균입경 43mm의 하천자갈을 $90^{\circ}$ 만곡 급경사 개수로에 포설하고 유량과 하상경사에 따른 만곡부의 최대세굴심을 조사하고 세굴심 공식으로 산정한 최대세굴심과 비교하였다. 자갈하상 만곡부 국부세굴은 유입부의 하상경사 0.02이상 $F_r$ 0.95이상에서 발생하였다. 이 수로에서 Lacey공식과 Zeller공식을 제외한 기존 세굴심 산정공식들은 최대세굴심을 과대 추정하는 것으로 나타났다. 하상재료를 고려한 Lacey공식과 접근경사와 만곡도를 반영한 Zeller공식은 급경사 자갈하상 만곡부의 최대세굴심 평가에 적용될 수 있는 것으로 판단된다.

• 대한지리학회지
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• 제45권3호
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• pp.375-389
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• 2010

한라산 표고 1,710m에 발달한 나지 표층에 2개의 페인트 라인을 설치하여 자갈의 이동량을 관측하고, 이동 프로세스와 관련된 요인을 검토하였다. 관측 기간에 발생한 자갈의 이동량은 평균 58.2cm로서 일평균 이동 거리는 0.24cm이다. 계절별로 비교하면 동결기 0.3cm에 대하여 비동결기는 0.05cm에 불과하여 표층 자갈은 주로 동결기에 주빙하 프로세스를 통하여 이동하고 있다. 특히 서릿발 포행을 비롯한 동상 포행이 자갈의 이동을 주도하고 있다. 사면 경사각의 영향은 관측 기간 내내 측선 II의 이동량이 측선 I보다 큰 결과에 반영되어 있지만, 암괴와 식생이 자갈의 이동을 방해하므로 절대적이지는 않다. 자갈의 크기와 비중도 이동량에 관여하는 요인으로서 특히 스코리아의 작은 비중이 매우 큰 이동량을 가져왔다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.466-470
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• 2015

본 연구에서는 선로상의 소규모 유류오염 도상자갈을 대상으로 펜톤산화를 적용하였다. 이를 위해 현장의 오염도상자갈을 채취하여 실험실에서 주요인자들에 대한 실험을 수행하였으며, 이 후 소규모로 오염된 역사 내 선로에서 원위치 펜톤산화의 적용가능성을 확인하였다. 그 결과, 실험실 조건에서는 0.1 mol Fe/L $H_2O_2$의 조건으로 도상자갈 잔류 TPH 농도를 약 1,000 mg/kg-ballast 수준으로 낮출 수 있었다. 그러나 원위치 현장적용에서는 자갈궤도의 배수특성으로 인해 $H_2O_2$의 상당량이 충분히 반응하지 못하고 하부로 배출되어 펜톤반응의 현장적용성 향상을 위한 추가적인 연구가 요구된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.64-64
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• 2015

하천에서 토사유출, 하상변동, 제방유실 등과 같은 현상은 유사 이송과정에 관련되어 있다. 하천에 대한 다양한 공학적 문제들을 해결하기 위한 첫 단계로서 유사이송의 특성을 파악하는 것은 중요하다. 유수에 의한 하상재료 이송과정은 핵심 기작에 따라 부유사와 소류사로 구분할 수 있으며 이들의 합이 총유사량이다. 하천에서 유사이송을 정량적으로 이해하기 위해서는 부유사량과 소류사량을 측정할 필요가 있다. 소류사가 부유사에 비하여 측정이 어렵고 많은 시간이 소요되기 때문에 소류사량은 현장실측 자료의 수가 매우 부족하나 부유사량 자료의 수는 상대적으로 많은 실정이다. 홍수 시 하천에서 부유사량은 측정하고 소류사량은 기존 유사량 공식을 이용해 산정하여 총유사량을 추정하기도 한다. 이 같은 총유사량의 신뢰한계는 소류사량 추정 공식에 의존될 수밖에 없다. 본 연구에서는 자갈하상 하천에서 측정한 총유사량 중에 소류사량이 차지하는 정도를 조사하였다. 일반적으로 자갈하천은 모래하천에 비하여 경사가 급하고 유속이 빠르며 산지하천이 이 경우에 속한다. 산지하천에서 부유사량의 변동은 하상조건보다는 유역에서 공급되는 토사유출량의 크기에 좌우되나 소류사량은 주로 하상조건에 영향을 받는다. 양양남대천의 실측 유사량에 대한 유사량-유량의 관계곡선 기울기를 보면 부유사보다 소류사의 경우가 더 크며 서로 교차하는 유량조건, 즉 유사량비(=소류사량/부유사량)가 1인 한계유량이 존재한다. 유량이 적을 때는 소류사가 이동하지 않더라도 부유사량이 존재하였으나 유량이 한계유량보다 크면 소류사량이 더 많았다. 소규모 자갈하천인 Oak Creek (Milhous, 1973)에서 조사한 총유사량에서도 한계유량이 확인되고 있다. 모래로 된 대하천에서 유사량비는 현저히 작으며 한계유량도 확인되지 않고 있으나 경사가 급한 자갈하천에서는 한계유량이 존재한다. 이는 하천에서 유량이 증가하고 하상재료가 커지면 총유사량에서 소류사량의 중요성이 증가한다는 것을 의미한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.35-40
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• 2020

도상 자갈층은 열차하중을 분산하고 지지하는 중요한 역할을 수행하나, 큰 공극으로 인하여 열차 동하중 작용시 침하가 발생하여 지속적인 유지보수가 필요하다. 본 논문에서는 특정한 형상의 인공자갈 3종류 (정사각 형상, 테트라 포드 형상, 육각 형상) 를 혼합한 도상 자갈층을 2 차원 개별 요소 해석법을 이용하여 모델링하고, 열차 동하중에 의한 도상 층의 침하 특성을 평가하기 위하여 침목에 의한 반복 재하 시험을 실시하였다. 동 해석 결과 침목 하부에서 작은 힘의 전달경로가 형성된 테트라 포드형의 인공 자갈이 포함된 도상 층에서 침하가 가장 작게 발생하였다. 또한, 도상층 내 접촉력 분포로부터 오목 형상을 갖는 테트라 포드 형상을 포함한 인공 자갈 혼합 도상에서 힘의 다중 전달 경로를 형성하기 쉬우며, 이를 통하여 도상 층으로 전달된 열차 하중이 보다 다양한 경로로 균등하게 분산될 수 있는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로부터 반복 열차 하중 재하 시 오목 형상의 인공 자갈이 혼합된 도상 층에서 훨씬 효과적으로 침하 발생을 저감시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 도상 층에서의 이와 같은 침하 저감 효과는 유지보수를 절감할 수 있는 자갈궤도 구조에 대한 가능성을 보여준다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.564-572
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• 2002

본 연구에서는 크기가 서로 다른 자갈로 이루어진 3종류의 축열 매체에 대한 현열축열 특성을 조사하였으며, 그 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 제 1 종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 5$0^{\circ}C$와 62$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는 축열시간은 각각 170분과 130분이었으며, 방열시간은 각각 210분 및 250분으로 나타났다. 또한, 방열시 출열조 출구의 최고 공기 온도는 공급공기의 온도가 5$0^{\circ}C$와 62$^{\circ}C$ 일 때 각각 34.5$^{\circ}C$ 및 36.5$^{\circ}C$였으며, 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 열 회수 시간은 각각 100분 및 115분으로 나타났다. (2) 제 2종 자갈: 축열조에 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 각각 175분과 140분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 215분 및 250분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 $65^{\circ}C$ 일 때 각각 35$^{\circ}C$ 및 38$^{\circ}C$였다. 축열조 출구의 공기온도 33$^{\circ}C$를 기준으로 한 열 회수 시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$ 일 각각 120분 및 140분으로 나타났다. (3) 제 3종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 가열공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때 각각 180분과 150분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 240분 및 270분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 가열 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$ 와 $65^{\circ}C$일 때 각각 35.5$^{\circ}C$ 및 39.5$^{\circ}C$였다. 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 에너지 회수시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$일 때 각각 140분 및 160분으로 나타났다. 이와 같이 자갈이 작을수록 축열조 출구의 공기온도가 기준온도 33$^{\circ}C$에 도달되는 시간이 길었으며, 이것은 축열조내의 공극이 작고 비중량이 커 자갈층을 가열시키는 축열시간이 길어지기 때문인 것으로 사료된다. 또한 작은 자갈일수록 방열시간도 다소 길어져 회수 가능 열에너지가 큰 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권7호
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• pp.493-503
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• 2019

본 연구의 목적은 영상 처리를 통하여 자갈 이상의 조립질 재료로 이루어진 하상의 입도 분포를 추정하는 기법을 개발하는 것이다. 전체 과정은 개별 입자의 영상 분석과정과 혼합 입경으로 이루어진 하상 영상에서 입자를 추출하고 분석하여 입도 분포를 추정하는 두 과정으로 이루어졌다. 먼저 개별 입자들의 영상에 나타난 평면 특성(장축, 중간축, 면적 등)이 실제 입자와 어떤 관계를 가지는지 분석하였다. 이를 위하여, 3개 중소하천에서 240개의 자갈 시료를 채취한 뒤, 각 입자의 장축, 중간축, 단축의 길이와 중량을 측정하였다. 또, 채취된 입자를 하나씩 촬영하여 영상을 만들고, 영상에서 장축과 중간축, 투영면적을 계측하였다. 영상에서 계측된 정보와 버니어 캘리퍼스와 저울을 이용하여 실제 측정한 자료를 비교하였다. 입자의 개별 측정 결과 자갈 하천의 하상 재료의 형상계수는 0.514~0.585 이었다. 또한 자갈의 중량은 장축이나 중간축보다는 투영면적과의 상관성이 더 높다. 따라서 영상의 투영면적에서 중량을 산정할 수 있는 관계식을 작성하였다. 또, 자갈하상을 촬영한 영상에서 ImageJ 프로그램를 이용하여 입자 하나하나의 윤곽을 검출한 뒤, 입자의 투영면적을 산출하였다. 그리고 투영면적과중량의 관계식을 이용하여, 중량입도분포를 추정하는 방법을 제시하였다. 제안된 방법을 3개 하천에 적용해 본 결과 비교적 상당한 정확도로 자갈의 입도분포를 추정할 수 있었다. 다만, 추정된 입도곡선에서 일부분은 실측된 입도곡선과 차이를 보였으며, 이는 추후 개선되어야 할 부분이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.37-49
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• 2024

지금까지 쇄파는 발생기구의 본질적인 복잡성으로 인해 실내수리모형실험을 통해 쇄파파고 및 쇄파수심 등의 쇄파지표 예측을 위한 많은 경험식이 제안되어 왔다. 하지만, 자갈해빈에 대한 쇄파의 특성 및 쇄파지표예측을 위한 연구는 거의 수행되어 있지 않았다. 본 연구에서는 자갈해빈을 대상으로 쇄파파고 및 쇄파수심의 예측을 위하여 회귀 또는 분류 문제와 관련된 다양한 연구 분야에서 높은 예측 성능을 보이는 대표적인 선형기반 기계학습기법에 기반한 쇄파지표를 예측하고자 하였다. 먼저, 자갈해빈에 대하여 기존에 제안된 쇄파지표의 경험식의 적용성을 검토하고 기존의 경험식의 자갈해빈의 쇄파지표 예측성능의 한계성을 극복하기 위하여 다양한 선형기반 기계학습 알고리즘을 적용하여 쇄파지표 예측모델을 구축하였다. 구축된 기계학습모델 중 자갈해빈에서 발생하는 쇄파파고 및 쇄파수심에 대한 높은 예측성능을 보인 모델을 기반으로 손쉬운 계산이 가능한 쇄파지표에 대한 새로운 산정식을 제안하였고 수리모형실험결과 및 기존의 경험식과 비교하고 새롭게 제안한 쇄파지표의 예측성능을 검증하였다. 본 연구에서 제안한 쇄파지표에 대한 경험식은 단순한 다항식임에도 불구하고 자갈해빈에 대한 양호한 예측성능을 보였다.