• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.238-238
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• 2011

복단면 하도는 홍수소통을 위한 상부 하도와 생태계 서식처 강화와 유사이송능력 개선, 경제적인 유지유량의 확보 등을 도모하는 자연적인 저수로 하도로 구성된다. 그러므로 갈수기와 홍수기의 유량차가 큰 하천에서, 복단면 하도는 하천 공학, 환경 생태 관점에서 다양한 이점을 제공한다. 그러나 복단면 하도에서의 흐름저항, 조도계수, 통수능, 수위-유량관계, 횡방향 유속분포, 그리고 하상전단응력 분포는 단단면 하도와 상이하며, 중요한 차이점은 주수로부와 홍수터부 사이의 유속차로 인하여 발생하는 활발한 운동량 교환에 의해 추가적인 전단층이 생성되는 점이다. 주수로와 홍수터 사이에서 발생된 경계전단력(Apparent Shear Force, ASF)은 하천의 전반적인 통수능을 감소시켜 홍수의 하도내 저류효과를 증가시킬 수도 있다. 또한 주수로 및 홍수터가 분담할 수 있는 유량은 경계전단력에 민감하기 때문에, 홍수터에 수목 식재, 구조물 설치 등을 계획할 경우 정량적인 항력저항의 산정을 위하여 매우 중요하다. 현재까지 복단면에서 발생하는 경계전단응력을 추정하는 다양한 방법들이 개발되었으며, 각각의 방법으로 부터 경계전단력을 정량적으로 예측할 수 있다. 그러나 대부분의 방법이 실험에 근거한 경험적 방법이므로 각 식의 개발에 사용된 자료에만 적합할 수 있는 한계가 있으며, 균일한 수로의 기하학적 변수(전단면과 주수로의 하폭비, 홍수터와 주수로의 수심비, 홍수터와 주수로의 조도비, 주수로의 하폭대 수심비 등)에 의한 식으로 구성되어 수치모형에서 직접 활용하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 복단면 경계전단력 산정을 위하여 개발된 다양한 연구결과들을 비교 검토하고, 기존문헌 또는 웹상에서 가용한 수리실험 자료들을 이용하여 각 방법에서 계산된 유량과 실측 유량을 비교함으로써 각 방법이 지닌 한계를 분석하였다. 본 연구에서 검토된 5가지 방법은 Knight and Demetriou (1983)(이하 KD), Wormleaton and Merret (1990)(이하 WM), Cristodoulou (1992), Bousmar and Zech(1999) (이하 BZ) 그리고 Moreta and Martin-Vide (2010)(이하 MM)이다. BZ 방법을 제외하고 나머지 방법들은 전체 유량의 비교에서 5% 이내의 오차를 나타내었다. 그러나 나머지 4가지 방법 중 주수로부 유속의 비교에 있어서는 소규모 수로 실험자료만 이용한 KD 방법이 5% 이상의 오차를 나타내어 정확도가 떨어지는 것으로 나타났다. 따라서 비교적 단순한 형태의 Cristodoulou (1992) 방법이 적용하고자 하는 수로의 규모와 무관하게 복단면 유량예측에 적합할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.29-37
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• 2017

집중호우로 인하여 산악지반에 발생하는 토석류의 거동은 대상지반 세립분의 전단강도 및 유변학적 특성들에 의하여 영향을 받기 때문에, 두 특성에 대한 정수는 토석류 거동을 파악하는데 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 직접전단 실험을 통하여 세립분의 전단강도 및 유변학적 정수를 평가하고자 하였다. 건조상태와 액성한계상태로 조성된 두 가지 세립분 시료에 대하여 직접 전단실험을 수행하였으며, 연직응력에 따른 전단강도를 측정하여 점착력과 내부마찰각을 산정하였다. 또한 액성한계로 조성된 시료의 잔류전단강도를 획득하기 위하여 전단변형률속도와 전단방향을 변화시켜 반복전단실험을 수행하였다. 실험 결과, 액성한계상태의 시료는 건조 상태 시료에 비해 내부마찰각은 작지만 점착력은 더 큰 것으로 나타났으며, 잔류전단강도를 통해 산정한 내부마찰각과 점착력은 첨두전단강도에 의해 산정된 결과보다 작은 것으로 나타났다. 반복전단 결과, 전단변형률속도와 잔류전단강도는 선형적인 관계를 보였으며, 전단변형률속도-잔류전단강도 관계의 기울기로써 결정되는 점성은 약 $73.60Pa{\cdot}s$로 산정되었다. 본 연구는 직접전단 장비가 산악지반 토석류 거동과 관련된 세립분의 전단강도 및 유변학적 정수 산정에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.115-120
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• 1998

본 논문에서는 수심적분 2차원 모형을 하나 소개하고, 이 모형이 가질 수 있는 오차의 한계를 민감도분석을 통해 제시하였다. 민감도 분석 결과, Manning 조도계수, 혼합계수, 침강속도, 한계전단력 등이 부유사농도에 대해 모형에 미치는 영향은 매우 크게 나타났으며, 조위와 확산계수의 영향은 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.721-730
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• 1998

강 구조물의 접합부는 구조물이 안전에 큰 영향을 미치는 부분으로서 이에 대한 연구는 많이 이루어지고 있으나 순수 인장력을 받는 접합부의 블록전단 파단에 대한 연구는 외국에서도 근래에 시작되었으며 현재 국내에서는 연구실적이 없는 상태이다. 본 연구는 최근 우리나라에서 제정된 강구조 한계상태설계기준에 따른 블록전단 산정식의 타당성을 인장력을 받는 ㄱ형강 접합부의 실험에 의하여 규명하고자 한다. 연구방법은 기존의 연구결과의 블록전단 파단형상 및 극한내력을 본 연구와 비교분석하고 기준 산정식의 합당성을 평가하였다. 실험결과 접합부는 2가지 형상, 인장항복 전단파단과 전단항복 인장파단이 일어났으며 실험 파단하중이 기준식에 의한 내력보다 약 15% 크게 나타나고 있어 앞으로 보다 많은 연구에 의해 강구조 한계상태 설계법의 블록전단 산정식에 대한 평가가 필요하다고 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.137-147
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• 2008

본 논문은 호안용 매트리스내 채움재의 한계_허용 전단응력을 제시하였다. 먼저, 매트리스가 설치된 수로에서 유수력이 작용할 때 각 지점에 대한 유효전단응력을 산정하였다. 다음으로, 입자들의 한계운동을 결정하는데 주로 사용되는 Shields 계수와 전단응력을 이용한 채움재의 평균입경을 산정하였다. 마지막으로, 산정된 각 인자들을 근거로 철망내 개별 암석의 안정조건을 만족시키는 한계_허용 전단응력의 범위를 결정하였다. 또한 매트리스와 사석의 비교를 통해 매트리스의 거동에 관한 안정성을 규명하면서 안정적인 수리구조물임을 입증하였다. 따라서 동일 한계전단 응력에 대한 소요 평균입경은 사석이 매트리스보다 대략 3배 정도 더 크다. 이와 반대로 동일 크기의 암석이 주어질 때 매트리스는 사석보다 3배 정도 더 큰 전단응력에도 저항할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.141-148
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• 2000

사면 안정 해석은 주로 파괴 활동면의 전단 강도와 발휘되는 전단 강도의 최대비로서 표현되는 파괴활동의 추정을 위해 기존의 고전적인 방법을 사용하거나 이와 유사한 방법등이 사용되어 왔다. 이러한 방법들은 토질에 있어서의 상호 작용력과 그에 따른 전당력 및 사면 활동면의 반복되는 추정등의 가정으로 불확실성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 토질전체를 연속체로 규정하고 비선형 유한요소법을 이용한 토질의 실제 응력과 강도를 정확하게 계산하였다. 사면 안정은 점차적 인증력의 증가로서 사면의 붕괴 활동면이 나타나FEo 까지로 해석되었다. 제시된 방법의 세부적인 사항은 예제를 통하여 설명되어 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.195-201
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• 2002

본 연구에서는 자연하천의 만곡수로에서 종방향 유속으로 인해 현재보다 더 이상 횡 방향 경사의 변형이 일어나지 않아 세굴이 감소하고 하상이 횡방향으로 안정한 상태를 유지할 수 있는 적정 유속의 한계인 한계속도를 제시하였다. 한계속도의 이론 유도는 하상횡경모형의이론적 배경이 되는 운동량모멘트방정식으로부터 얻은 하상면 횡방향전단력성분과 이에 대응하는 하상전단력과의 힘의 평형으로부터 유도되었다. 이론식의 검증을 위해 4개 자연하천수로의 실측자료론 적용하여 계산치와 실측치를 비교한 결과 잘 일치하였다. 적용결과에서 보정계수와 만곡수로의 평균입자 Froude수는 밀접한 상관관계를 갖고 있는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.584-595
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• 2018

흙의 전단강도의 적절한 기준을 제시하기 위해 모래질, 점토질, 자갈질의 약 290 여개의 재료에 대하여 직접전단시험을 수행하였다. 흙의 대분류에 의한 모래질 흙의 전단강도는 모래 함유율이 많은 흙일수록 내부마찰각은 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났으며, 그 범위는 $23.5^{\circ}{\sim}34.9^{\circ}$에 분포하고 있는 것으로 나타났고, 점착력은 2.0 kPa~15.7 kPa 사이에서 골고루 분포하는 것으로 나타났다. 탄성계수는 하중단계에 따라 뚜렷하게 구분할 수 있었으며, 수직하중이 증가할수록 약 80%씩 증가하였다. 점토질 흙의 내부마찰각은 $15.0^{\circ}{\sim}28.6^{\circ}$의 범위에서 점토성분 함유율이 많아질수록 감소하는 경향이 나타났고, 점착력은 일정한 범위로 증가하는 경향이 나타났다. 점토질 흙의 탄성계수는 거의 같은 증가비로 초기탄성계수만 약간 증가하는 경향을 나타내었다. 자갈질 흙의 내부마찰각은 $29.9^{\circ}{\sim}36.7^{\circ}$의 범위로 뚜렷한 특성을 파악할 수 없었다. 세부분류에 따른 SW(입도분포가 좋은 모래), SP(입도분포가 나쁜 모래), SC(점토 섞인 모래), SM(실트 섞인 모래)의 점착력은 실트함유율이 가장 많은 SM 시료에 비해 SC는 약 94%, SW는 약 78%, SP는 약 59% 정도 값을 나타내었다. 또한 내부마찰각은 ML(액성한계가 낮은 실트)과 CL(액성한계가 낮은 점토)이 거의 같은 거동 특성을 나타내었고, MH(액성한계가 높은 실트)는 ML의 약 88% 값을 나타내었다. 점착력에 대한 변화는 거의 비슷한 증가비를 나타내었다.

• 어항어장
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• 통권2호
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• pp.86-127
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• 1988

버트리스 푸팅 케슨(Buttress footing caisson) 및 상형 푸팅 케슨의 역학특성을 해명하고 구조설계법을 검토할 목적으로 재하실험을 실시했다. 재하실험에는 배근의 제약등을 고려해서 실구조물의 1/4정도의 대형모형공시체를 사용해서 푸팅부를 중심으로 해석하기위해 푸팅에 선분포하중을 재하했다. 유한요소법에 따른 선형구조해석을 실시하여 변위, 단면력과 한계상황설계법에서의 산정식에서 얻어진 단면내력과를 비교하여 동설계법의 케슨구조물에 대한 적용성에 관하여 고찰했다. 이 보고로써 얻어진 주요한 결론은 아래와 같다. (1) 재하실험에 의하면 버트리스 푸팅공시체의 파괴형식은 버트리스부의 철근에 연한 부착할열파괴였다. 또 상형푸팅공시체에서는 푸팅부의 내면전단파괴였다. 양구조물을 설계할 때는 종래의 면외력만의 검토뿐아니라 면내력도 적절히 평가할 필요가 있다. (2) 양공시체 함께 푸팅 케슨본체와의 접합부 및 푸팅과 상자옆쪽의 벽과의 접합부에 변형이 일어나 종래의 판구조설계에서 가정하고 있는 판주변의 고정조건이 만족되지 않았다. 따라서 케슨구조물의 구조해석에서 구조전체계를 취급할 필요가 있고 부재단위에서는 단면력을 과대 또는 과소로 산정할 우려가 있다. (3) 철근강복시정도까지는 구조전체계를 모델화한 유한요소법에 의한 선형구조해석결과와 실험결과가 잘 일치했다. (4) 한계상태설계법에서의 굽음내력, 전단내력 및 구열폭의 산정식은 실험결과와 비교해서 어느쪽이나 안전측의 치를 부여했다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.65-76
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• 2014

해안지역의 연약지반을 개량하기 위하여 연약지반 위에 모래를 포설하거나 모래다짐말뚝을 시공할 경우 점토와 모래가 서로 섞이는 경우가 많으며, 풍화된 사면의 표층에도 모래나 자갈 섞인 세립토가 많이 존재한다. 본 연구에서는 이와 같은 혼합토에 포함된 모래 함유량의 증가에 따른 점토의 액소성한계 및 전단강도 변화에 대해 연구하였다. 먼저 카올리나이트와 벤토나이트에 모래 함유량을 0, 9, 17, 23, 29, 33, 또는 50%까지 증가시키면서 액소성한계시험을 실시하였으며, 모래 함유량이 증가함에 따라 액소성한계는 감소하는 경향을 보였다. 다양한 모래 함유량을 가진 카올리나이트와 벤토나이트에 함수비를 10% 또는 20%씩 단계적으로 증가시키면서 토베인시험기를 이용하여 비배수전단강도를 측정하였다. 동일한 모래 함유량을 가진 공시체의 경우 특정 함수비에서 비배수전단강도가 급격히 감소하였으며, 공시체 내 모래 함유량이 증가할수록 배수가 발생하면서 비배수전단강도는 감소하였다. 한편 동일한 조건의 혼합토에 대한 직접전단시험을 실시하여 모래 함유량의 증가에 따른 점토-모래 혼합토의 점착력 및 내부마찰각을 측정하였다. 점토 내 모래 함유량이 증가함에 따라 점착력은 감소하였으며, 내부마찰각은 증가하는 경향을 보였다.