• 한국재난정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국재난정보학회 2016년 정기학술대회
• /
• pp.311-313
• /
• 2016

본 연구는 지진격리장치가 적용된 파이핑 시스템에서 빌딩과 같은 구조요소의 상호작용에 의한 동적 거동을 분석하고자 기존 복층구조 파이핑 시스템과 빌딩시스템에 triple friction pendulum이 적용된 격리장치를 적용 하였다. 파이핑 시스템의 시간이력해석에 의한 동적거동 평가를 위해 OpenSees를 이용하여 지진격리된 빌딩 및 파이핑시스템의 수치해석모델을 구축하였으며, 또한 파이핑시스템의 경우 ceiling system and supporting system 등과 같은 요소로 구분하여 유한요소모델을 구축하였다. 결과적으로 지진격리장치가 적용된 빌딩-파이핑 시스템의 경우 각층의 drift 및 변위가 일정한 반면 비 적용된 시스템의 경우 층 가속도에 의한 구조물의 변위가 빌딩층에 따라 상당히 증가함을 볼 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.59-68
• /
• 2010

파이핑은 제체 내부 침식의 한 형태로서 토립자의 진행성 유출에 기인하며 균열이 발생한 댐 뿐만 아니라 용해성 재료로 인하여 수년 동안 만족스런 거동을 보인 댐들에서도 발생한다. 파이핑 현상은 필댐의 붕괴 원인의 약 50%를 차지하고 있으며 필댐 관리의 주요항목이나, 이에 대한 체계적인 평가에는 다소 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 파이핑 현상에 대한 비파괴 탐지를 위한 전기비저항 탐사기법의 적용성을 파악하기 위해 대청댐 비상여수로 건설을 위해 해체되는 부댐에 파이핑 모사시험과 전기비저항 모니터링을 수행하였다. 제체에 수평공을 천공하여 인공적인 유로를 만들고 저수지 물을 유입시켜 실규모 파이핑 현상을 모사하였으며, 파이핑 현상 모사 시험전과 시험 중 측정한 전기비저항값을 비교한 결과 파이핑 발생 시 측정한 전기비저항값이 조금 더 큰 변화를 보임으로써 전기비저항 모니터링 탐사는 실제 담수되어 있는 제체의 파이핑 현상을 효과적으로 탐지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권1호
• /
• pp.55-62
• /
• 2023

내부 침식은 제방 손상 및 붕괴의 주요 원인 중 하나이며, 그 대표적인 유형으로 후퇴 침식 파이핑을 들 수 있다. 후퇴 침식 파이핑은 내부 침식 관련 제방 손상의 약 1/3 정도를 차지하며이를 예측하고 예방하는 것은 제방의 안전성 유지를 위해 중요하다. 본 연구에서는 추적자를 이용해 파이핑 현상을 예측하여 사전에 예방하는 것을 목적으로 실험을 실시하였다. 실험은 상류측과 하류측의 수두차, 유사의 크기, 차수벽의 유무 세 가지 조건을 변경하여 진행하였다. 추적자인 로다민은 실험을 시작할 때와 파이핑이 발생했다면 발생한 직후, 총 두 번 주입하였다. 실험을 진행하는 동안 파이핑 형성 과정을 영상으로 기록하였고 추적자의 농도와 유출구에서의 유량의 시계열을 측정하였다. 실험을 통해 본 연구에서는 유사의 종류에 따라 파이핑이 발생하는 수두차가 다르며 수두차가 클수록 파이핑이 쉽게 발생한다는 점을 관찰하였다. 또한 파이핑이 발생한 시점 직후에 추적자의 농도가 급격하게 증가하는 그래프의 양상을 확인했고 이를 통해 추적자의 농도 시계열 자료를 획득함으로써 파이핑의 발생 유무를 발견할 수 있다는 점을 확인하였다. 파이핑으로 인한 제방 손상 및 붕괴를 예방하는 데 있어서 본 연구의 활용도가 높으리라 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권1C호
• /
• pp.1-10
• /
• 2011

본 논문에서는 제방 제체 하부지반에 투수계수 차이가 많이 나는 투수층(전석층)이 존재하는 김포제방에서 발생한 파이핑 현상을 모형실험 중 하나인 원심모형시험을 이용하여 모사하였다. 또한 원심모형실험과 동일 조건을 대상으로 수치해석을 수행하여 원심모형실험 결과와 비교하였다. 우선, 김포 제방을 바탕으로 원심모형실험을 수행할 단면을 결정하고, 간극수압계를 매설한 모형 제방에서 원심모형실험을 수행하였다. 실험을 통해 대부분의 물이 전석층으로 흐르는 것을 확인 하였으며 그로 인해 파이핑 현상이 발생하였다. 비디오 카메라 영상을 통해 기존의 연구 결과와 같이 전석층과 제내지 측 지표면과 거리가 가장 짧은 부분에서의 파이핑 현상을 확인하였다. 간극수압계를 통해 획득된 수압 분포 특성도 전석층으로의 물의 흐름으로 인해 파이핑 현상이 발생한 것임을 확인시켜주었다. 수치해석 결과 또한 원심모형실험 결과와 동일한 위치에서 파이핑 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 원심모형시험을 통해 제방에서의 파이핑 현상을 모사하였으며 추후 제방 연구에서 원심모형시험을 이용하여 다양한 실험 및 현상을 평가, 예측 할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제13권1호통권53호
• /
• pp.59-68
• /
• 2009

파이핑에 의한 제방 사고의 원인은 설계과정에서 파이핑 현상에 대한 정확한 이해 없이 단순 적용되는 검토과정이 문제의 한 원인이 된다. 이에 본 연구는 사질토 지반에 가까운 제방단면에 sheet pile을 타입할 때 굴착면에서 기존의 파이핑 검토 방법들을 비교 분석하였다. Terzaghi 방법과 한계동수경사 방법에서 안전율은 각 방법에 따라 최대 2배의 차이를 보였다. 그리고 한계유속 방법은 설계인자를 어떻게 판정하느냐에 따라 큰 편차를 나타내었다. 결론적으로 기존의 파이핑 해석방법을 모든 지반 조건에 일률적으로 적용하기 보다는 지반 조건에 따라 각 해석방법이 가지는 특성을 이해하고 적용해야할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.600-608
• /
• 2017

제체 내 누수와 관련이 있는 파이핑(piping) 현상은 제방 내에 큰 공동이나 수로를 만들어 제체의 붕괴 및 부등 침하를 일으키고 최종적으로 하천제방의 붕괴를 초래한다. 따라서 파이핑 현상에 의한 제방 붕괴에 적절하게 대응하고, 이에 대한 적절한 대책공법을 마련하기 위해서는 파이핑 현상에 의한 제방 붕괴 메카니즘을 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 축소 모형시험과 대형 모형시험을 수행하여 파이핑에 의한 제방 붕괴 형상 및 메카니즘을 분석하였으며, 침투압 시험을 수행하여 파이핑 대책공법으로 제안된 Hydraulic well의 침투압 분포 특성을 평가하였다. 연구 결과, 축소 모형시험을 통해 파이핑 안전율이 낮을수록 제방 붕괴 형상이 뚜렷하게 나타났으며, 대형 모형시험에서는 파이핑으로 인한 제방의 국부적인 손상 유형을 파악할 수 있었다. 또한 Hydraulic well의 침투압 시험을 통해 well의 중심 아래에서 파이핑 억제 효과가 가장 큰 것으로 평가되었다. 연구 결과의 신뢰성을 향상시키기 위해서 다양하고 연계성이 있는 모형시험 조건을 적용한 추가연구가 필요하지만, 이 연구는 파이핑에 의한 제방 붕괴 메카니즘 분석 및 대책공법 마련에 대한 기초 연구자료로 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.25-33
• /
• 2018

파이핑은 가장 대표적인 제방의 붕괴 유형으로 불투수성 수리구조물과 지반 경계면에서 Backward Erosion Piping인 루핑(Roofing)이 흔하게 발생한다. 루핑에 대한 검토는 주로 경험적 방법인 크립비를 이용하지만 이는 지반-구조물 경계면의 특성을 고려하지 않는 문제가 있다. 본 연구에서는 지반-구조물 경계면 특성이 루핑에 미치는 영향을 평가하기 위해 모형시험과 수치해석을 이용하여 파이핑 위험도를 고찰하였다. 모형시험에서 경계면 조도가 커질수록 파이핑 포텐셜이 감소함을 확인하였으며, 이를 수치해석에 적용하였다. 기존의 일반적인 수치해석방법은 수위차만을 고려하므로 경계면에서의 입자거동을 적절히 모사할 수 없다. 논문에서는 침투해석을 통해 침투력을 구하고, 입자해석기법을 이용해 파이핑의 입자거동을 모사한 침투-입자거동 연계해석을 수행하여 지반-구조물 경계면 조건에 따른 루핑 포텐셜을 조사하였다. 해석결과 경계면의 조도가 감소할수록 루핑 발생 확률이 증가함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제39권9호
• /
• pp.51-61
• /
• 2023

본 연구의 목적은 보 구조물 기초지반의 파이핑 안정성을 모니터링할 수 있는 지표를 선정하고, 선정 지표를 활용한 파이핑 안정성 모니터링 방법을 제시하는 데에 있다. 기존 연구 결과에 대한 검토와 침투모사 수치해석 결과로부터 보 기초지반에서의 간극수압 변화를 파이핑 모니터링 지표로 선정하였다. 운영 중인 보에서 간극수압계의 설치 상황을 감안하여, 간극수압계가 보 기초 하부에 1개 또는 2개 설치된 경우 각각에 대해, 다양한 상류 저수위 조건에 따른 침투해석을 수행하였다. 침투해석 결과로부터 파이핑 모니터링 방안을 이러한 각각의 경우에 대하여 제안하였다. 아울러, 제안된 모니터링 방안을 운영 중인 보에 시범 적용하였고 이를 통해 그 실효성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권1호
• /
• pp.30-58
• /
• 2022

고준위방사성폐기물 심지층처분장은 공학적방벽과 천연방벽의 다중방벽으로 이루어져 있으며 각 방벽재 사이의 상호작용에 의해 처분시스템의 전반적인 장기 건전성이 영향을 받게 된다. 특히 공학적방벽재인 압축 벤토나이트 완충재와 천연방벽인 근계암반의 상호작용에 의한 완충재의 침식 및 파이핑 현상은 사용후핵연료의 붕괴열 발산, 지하수 유입 저지 및 핵종 이동 저지의 역할을 수행하는 완충재의 성능을 저하시키기 된다. 처분 초기에 벤토나이트 완충재가 흡수할 수 있는 물의 양보다 많은 유량이 근계암반의 절리로부터 유입되면 잉여 지하수로 인한 수압이 발생하고 이로 인해 완충재 자체 및 갭채움재 주변으로 파이핑 현상이 발생할 수 있다. 또한 지하수와 벤토나이트 완충재의 물리-화학적 상호작용으로 인하여 완충재의 표면의 팽윤 및 겔/졸화로 인하여 완충재의 표면에서 침식이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 침식 및 파이핑 현상이 발생하는 조건과 이로 인한 완충재의 건전성을 명확하게 평가하는 것이 처분장의 장기건전성 평가를 위해 반드시 필요하다. 처분선진국들에서는 주로 실내 및 공학규모 실험이 수행되고 있으며 일부 전산 모델 개발이 진행되고 있는 상황이지만 실험에서 관측된 현상들을 복합적으로 모사할 수 있는 전산 모델은 개발되지 않았다. 국내에서도 다양한 침식/파이핑 시나리오에 대한 연구나 열-수리-역학-화학적 복합거동을 고려한 연구는 수행되지 않았다. 본 기술 보고에서는 현재까지 수행된 국내외 벤토나이트 침식 및 파이핑 연구와 이들이 주로 고려한 영향인자를 파악하였다. 실험값을 검증하기 위해 제안된 전산 모델들을 소개하고 향후 완충재 침식 및 파이핑 현상 규명을 위한 연구 수행 방향에 대해 정리하였다. 본 논문에서 검토한 다양한 시험 및 모델링 사례를 바탕으로 향후 국내 심층처분장환경을 고려한 압축 벤토나이트 완충재 침식 및 파이핑 관련 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.75-82
• /
• 2004

본 연구에서는 지지대상층이 아닌 투수 대상층으로서의 풍화토 지반에 초점을 맞추어 불교란 풍화토 시료를 이용해 다양한 구속압 조건에서 동수경사를 변화 시켜가면서 연성벽체 투수시험을 수행하였다. 동수경사 및 구속압이 풍화토의 투수특성에 미치는 영향을 투수계수를 이용하여 분석하였으며, 사질토에 대해서도 유사한 시험을 수행하여 사질토와는 구별되는 풍화토만의 침투 특성을 평가하였다. 또한 풍화토 지반의 파이핑 특성을 분석하기 위하여 모형 파이핑 시험을 수행하였다. 실험결과로부터 동수경사의 범위에 따라 풍화토는 서로 다른 투수특성을 보임을 알 수 있으며, 파이핑에 대하여 사질토에 비해 매우 높은 저항 능력을 가짐을 알 수 있었다.