• 한국해양공학회지
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• 제31권4호
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• pp.281-287
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• 2017

In the case of fixed offshore wind turbines, scouring phenomena have been reported around sub-structures as a result of currents, which seriously damage the structural stability. A parametric study of the various sub-structures of a fixed offshore wind turbine was performed to investigate their effects on the scouring phenomena. For a suction bucket foundation and monopile, the effects of the stick-up heights and water depth were studied, respectively. The open source libraries, called OpenFOAM, were used to simulate a violent flow around a foundation. The numerical methods were selected based on a two-dimensional analysis of a suction bucket. Based on the results for various stick-up heights, a larger scouring region was observed with an increase in the stick-up height because of the down-wash flow around a foundation. Based on the results for various monopile water depths, the water depth had an insignificant effect on the scouring.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.161-170
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• 2022

하천에 설치된 교량의 유지관리는 시설물 안전점검과 그 결과에 따른 보수·보강의 절차를 거쳐 이루어진다. 그 동안 교량 상부구조의 안전점검은 접근성이 용이하여 많은 연구들이 이루어져 왔으나, 하천에 설치된 교각 기초부의 세굴여부에 대하여는 직접조사가 곤란하여 이론에 근거한 관리에 머물러 왔다. 본 연구에서는 이러한 하천에 설치된 교량 기초의 세굴을 음향측심기 및 VRS 등을 활용하여 하상 지반고의 형상을 3D 형태로 구현하였다. 이로써 교량 설치 당시의 하상 지반고와 비교·분석 등을 통해 세굴양상에 대한 예측이 가능하게 되었다. 이 결과들을 바탕으로 해당 교각 기초의 국부세굴 여부 파악 및 장기하상저하 예측을 위한 초기치 자료로 활용한다면 기초세굴로 인한 교량붕괴를 예방할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1346-1351
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• 2012

해상풍력발전기초의 국부세굴을 평가하기 위하여 3차원 수치해석인 FLOW-3D를 이용하여 모노파일과 자켓기초에 대해 해석을 수행하였다. 수치해석 결과에 의하면 모노파일과 자켓기초 레그 주위에서 국부적으로 유속이 증가하는 것으로 나타났으며, 그 후면에서는 후류 및 와류로 인하여 유속의 감소가 나타났다. 자켓기초의 경우에는 모노파일에 비해 단일 레그의 직경이 작고, 자켓레그 사이의 간섭효과 및 자켓구조물의 복잡한 형상으로 인하여 모노파일에 비하여 국부적인 유속 증가가 더 크게 나타났으며 세굴심이 더 깊게 형성되는 것으로 나타났다. 따라서, 해상풍력발전 기초의 세굴 평가 및 세굴방지공 설계시 하부구조물의 형상에 대한 고려가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.429-433
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• 2004

According to researchers, the influential factors of scouring are generally divided into three factors: the flow conditions, the type and position of structures, and the characteristics of bed materials. In addition, scouring is affected by the 3-dimensional turbulent boundaries, the unsteady flow, the movement of sediment in the scour-hole area, the approach flow velocity and depth, the width of bridge foundation/pier, and the particle size of bed materials. However, it is difficult to estimate the scour depth near bridge piers when all conditions are factored in at once. Therefore, for reasonably accurate estimates of scour depth, it is essential to consider sufficiently the flow force and resisting force for scour. That is, to determine the shear stress concerning the bed material distribution is needed. In this study, the experiments were performed under the condition of a steady state of flow. As a result, scouring occurred at velocity ratios of 0.476,$(V/V_c=0.476)$, and the scour depth was increased linearly as the velocity ratio increased. in addition, the average values of shear stress ratio at zero scouring depth in both rectangular and circular piers were approximately 7$(\tau_c/\tau_{approach})$ and in the case for same size bed particle material. The results of this study can be used for the fundamental material for estimating the scour depth of bed materials.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.79-89
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• 2016

If scour is occurred at shallow foundation of bridge, seismic performance of the bridge will be reduced. In order to evaluate accurate seismic response of bridge according to scour depths, modeling of foundation reflecting scour effect is important. In this study, taking into account the effect of the reduction in embedment depth of the shallow foundation by scouring, the soil around the foundation is modelled as an equivalent soil spring with various stiffness. Seismic fragility analyses for 3 types of bridges subjected to 4 types of ground motions classified into Site Class A, B, C, D are evaluated according to several scour depths. From the fragility analysis results, it can be observed that the deeper the scour depth, the higher probability of exceeding damage states. Also, seismic failure probability of asymmetric bridge is higher than that of symmetric bridge.

• 한국해양공학회지
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• 제26권1호
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• pp.34-40
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• 2012

This paper presents an experimental modal analysis of a caisson-type breakwater to produce basic information for the structural health assessment of a caisson structure. To achieve the objective, the following approaches are implemented. First, modal analysis methods are selected to examine the modal characteristics of a caisson structure. Second, experimental modal analyses are performed using finite element analyses and lab-scale model tests. Third, damage scenarios that include several damage levels in a foundation-structure interface are designed. Finally, the effects of damage on the modal characteristics are analyzed for the purpose of utilizing them for damage identification.

• 한국농공학회지
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• 제14권1호
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• pp.2503-2519
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• 1972

The studies were carried out to find the cause and the quantitative evaluation of sea dike materials loss which is occured during the period of construction works for the tideland reclamation projects on the west coast of Korea. Major subjects to studies were to establish the typical relationships between the tidal flow and the movement of dike materials, the tidal-flow and the erosion, the dike materials and the ratio of material movement(losses), construction methods and the ratio of materials movement (losses). Based on the above subjects, the studies were made for the purpose of obtain the following informations; (1) Collecting and evaluaing the data of dike material losses due to foundation settlement, from designed existing dikes on the west coast. (2) By the field investigation at A-San Sea Dike, Pyong Taek Project, the Comparison would be made by the relationships between the tide velocity and the movement of dike foundation under the natural conditions and the period of construction so that find out the relationship between the dike materials of foundation situation and settlements. With regard to the dike construction works, it is so difficult to calculate the exact quantity of material losses due to the foundation settlements. The major factors that affect the settlement losses of the dike materials are: (1) Topographical variation (2) Swepting the sectional area of dike by the tide velocity. (3) Dumping riprap to the outerside of dike during the period of construction works. (4) Sectional area losses by the cause of occurence of the new tide channels. (5) material losses by the heavy storms. (6) Consolidation settlement by the foundation weakness. (7) Material losses by the earth materials by tide flow. Most hi호 material losses were occured by the Consolidation settlement due to the foundation weakness, the maximum tide velocities due to decrease the cross sectional area of the gaps and erosion of foundation due to the range of tide, Inner and outerside of dike, or dike material loses due to the tide flow. Final conclusion would be obtained by the continuous measurement of consolidation settlement at the stage of final clusure of the dike. (It is scheduled to close on the end of 1972) However, intermediate conclusion can be introduced as follows: (1) The estimation of material(losses) during the period of construction works for the existing sea-dikes up to date were only empirical. The material losses at the general closure for design was estimated at 10% of the riprap, 20% of the earth materials, and 20% of the riprap, 40% of the earth materials at the final closure of the dike. The final closure estimated double quantity to the general closure, but it is still doubt. (2) The ratio of consolidation settlements was found smaller than the calculated quantity. It can be foreseen that settlement speeds is higher thom the calculated speeds. (3) The movement of dike foundation under the natural conditions were not so depends on the geological conditions of the foundation. (4) When the tide velocities was estimated 100 at the normal tide, it was estimated 125 at the high tide and 55 at the low tide. The tide velocities at the low tide shows apparently lower than the high tide and the higher velocities at the deep water depth.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.37-45
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• 2014

해상 기초구조물은 수평하중에 지배적인 영향을 받으며, 세굴 발생으로 인한 모노파일의 근입깊이 및 지반강성의 감소는 구조물의 안정성을 저하시키게 된다. 본 연구의 목적은 전기비저항 모니터링 기법을 이용하여 기초구조물의 연직 세굴심도를 평가하고, 전단파 토모그래피를 통해 지반강성의 공간적 분포 및 변화양상을 파악하는 것이다. 해상 기초구조물에서의 세굴현상을 모사하기 위하여 하단이 고정된 모형 모노파일을 중앙에 위치시킨 후 모래 및 시멘트를 이용하여 모형 지반을 조성하였다. 전기비저항을 측정하기 위하여 모형 모노파일에 수평 및 수직배열로 구분하여 전극쌍을 설치하였으며, 전단파 측정을 위해서 사각형 프레임에 벤더 엘리먼트를 $7{\times}7$로 배열하였다. 세굴도 변화에 따라 위치별 전기비저항과 전단파 토모그래피 이미지를 측정하였다. 실내실험을 통해 세굴도 변화에 따른 위치별 전기비저항 변화와 전단파 토모그래피를 관찰하였고, 각 단계별 지반 변화양상을 파악하였다. 위치별 전기비저항의 변화를 통해 최대세굴심도 평가가 가능했으며, 전단파 토모그래피를 통해 세굴로 인한 지반의 전단강성 변화를 추정할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 전기비저항과 전단파 토모그래피는 세굴현상으로 인한 해상 기초구조물 주변의 지반특성을 모니터링하기 위한 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.832-836
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• 2009

공유수면을 간척 또는 매립하여 국토를 확장하여 산업화 도시화에 따른 토지수요 용도변경에 대처하여 국가발전의 균형을 유지하는 목적으로 수행하는 간척사업 시설중 중요한 시설인 배수갑문은 외수(해수)의 차단 및 내수배제를 통한 침수피해 경감의 역할을 수행하고 있다. '02년 태풍 "루사" 등 수공구조물의 설계빈도를 초과하는 폭우 발생으로 인한 홍수피해가 발생하고 배수갑문 설계시보다 유입홍수량이 증가하여 홍수시 수위가 계획홍수위 이상으로 형성되는 경우가 많아 이를 해결하기 위하여 배수갑문의 확장사업이 실시되고 있다. 그 첫 번째 사업으로 아산만방조제 배수갑문의 확장을 실시하였다. 아산만방조재 신설 배수갑문의 위치가 연약지반으로 형성되어 있어 신설 배수갑문을 통한 방류시 고속의 수류로 인한 바다측 물받이공 하류부의 세굴이 발생할 가능성이 크며, 이로 인한 배수갑문의 붕괴 우려가 있다. 그러므로 이를 방지하기 위하여 배수갑문 하류에 정수지형 물받이공을 설치하여 고속으로 방류되는 방류수의 유속을 저감시켜 세굴의 발생이 최소화하여 안정성이 확보되도록 하였다. 정수지형 물받이공의 효과 및 안정성을 검증하기 위하여 3차원 수치해석 FLOW-3D모형을 적용하여 수평물받이공과 정수지형 물받이공의 유속차이를 비교분석하였다. 분석한 결과 정수지 말단부에서 정수지 시점부와 비교하여 유속감소는 최대 약 49%, 평균 약 39%의 유속 감세효과를 나타내는 것으로 나타나 정수지형 물받이공을 통한 세굴 감소효과로 아산만방조제 배수갑문의 세굴에 의한 안정성은 확보되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.517-524
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• 2004

The leading cause of bridge failures is scouring bed material from around bridge foundations. Many advanced countries such as U.S.A., U.K., the Netherlands and New Zealand have developed and revised their own bridge scour manuals fit for their field conditions. In Korea, researches for reducing bridge failures during floods have concentrated on analysis, laboratory test and countermeasure of bridge scour during the last ten years. however no comprehensive manual for evaluating bridge scour and for identifying the conditions of bridge foundations has been provided yet. In this study, a new bridge scour manual is developed for the accurate evaluation of bridge scour, which reflects domestic field conditions with various streambed materials. The SRICOS method and the Erodibility Index Method are suggested for fine-grained soils and weathered rocks, respectively. In addition, bridge scour analysis algorithms are developed for field engineers to estimate bridge scour depth and to evaluate the susceptibility of bridge scour with ease.