• 제목/요약/키워드: Infiltration model

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공기흐름을 고려한 수리-역학적 연동모델에 의한 불포화 토사사면의 안정해석 (Stability Analysis of Unsaturated Soil Slope by Coupled Hydro-mechanical Model Considering Air Flow)

  • 조성은
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.19-33
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    • 2016
  • 강우의 침투가 사면안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 강우의 침투해석을 수행하고 그 결과를 한계평형해석에 적용하는 안정해석 절차가 널리 사용되고 있으나 지반은 흙 입자, 물과 공기로 이루어진 3상의 물질이므로 사면을 통한 강우의 침투를 엄밀하게 해석하기 위해서는 물, 공기의 흐름과 흙의 응력-변형거동이 완전 연관된(fully coupled) 식을 고려해야 한다. 본 연구에서는 공기와 물의 흐름이 사면의 역학적 안정에 미치는 영향을 연구하기 위하여 우리나라에 널리 분포하는 풍화잔류토 사면에 대하여 3상이 연동된 흐름해석을 수행하였다. 강우침투가 사면안정에 미치는 영향을 평가하기 위하여 강도감소법에 의한 사면 안정해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 침투하는 강우가 공기를 밀어내 공기의 흐름이 발생하고 공기압이 증가하였다. 이러한 간극에서의 물과 공기의 상호작용은 사면의 응력-변형거동에 영향을 미쳐 공기의 흐름을 고려하지 않은 흙 입자-물의 연관해석의 결과와는 다른 사면안정 거동을 보였다.

강우침투에 대한 불포화 토사사면의 확률론적 안정해석 (Probabilistic Stability Analysis of Unsaturated Soil Slope under Rainfall Infiltration)

  • 조성은
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.37-51
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    • 2018
  • 우리나라의 산지사면은 풍화잔류토 층의 깊이가 얕아 강우의 침투로 인한 사면파괴가 많이 발생한다. 이때 파괴면의 깊이는 얕고 토사층과 기반암의 경계면 근처를 통과하는 특징을 가지고 있다. 강우의 침투로 인한 불포화 토사사면의 불안정성에 중요한 영향을 미치는 지반 정수들은 큰 불확실성을 포함한다. 따라서 본 연구에서는 강우로 인한 사면파괴를 예측하기 위하여 지반의 수리학적 특성과 강도특성을 랜덤변수로 고려하는 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 확률론적 해석 절차를 제안하였다. 일정한 강우강도에 대한 기반암이 얕게 존재하는 불포화 토사사면의 안정성 예측을 위하여 강우강도에 따른 사면 표면에서의 경계조건을 반영하여 Green-Ampt 모델을 수정하고 얕은 기반암의 경계조건을 도입하였다. 침투해석의 결과를 무한사면 해석에 적용하여 안전율을 계산하였다. 제안된 확률론적 해석법은 강우의 침투에 따른 사면의 시간 의존적 파괴확률을 계산할 수 있다.

2층 지반의 표면파괴에 대한 안정성 평가를 위한 침투거동 해석 (Infiltration Analysis for Surficial Stability Evaluation of Two-layered Slopes)

  • 조성은
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권8호
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    • pp.45-53
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    • 2005
  • 강우에 의한 표면파괴는 세계적으로 흔히 볼 수 있는 사면파괴의 형태이다. 본 연구에서는 침투가 사면 표면의 안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 일차원 침투모델을 이용한 무한사면 해석법을 연구하였다. 2층으로 구성된 지반에서 임의의 강우에 의해 유발되는 얕은 사면파괴의 가능성을 평가하기 위해서 Green-Ampt모델에 바탕을 둔 수정 GAML(Green-Ampt-Mein-Larson) 모델을 확장하여 재현기간에 따른 강우강도와 지속시간이 고려되는 침투거동을 예측하였다. 예측된 침투거동과 비교하기 위하여 일련의 수치해석이 수행되었다. 그 결과에 의하면 적절하게 선택된 입력값을 사용하면 제안된 간략법이 더욱 엄밀한 해석법인 유한요소해석과 근사한 합리적인 결과를 줌을 알 수 있다.

연안해역에서 파도에 의한 해수 침투이론의 비교와 정량화 (Analysis and Quantification of Seawater Infiltration by Wave Action in Coastal Zone)

  • 정정조;최두형;김태근;강전광정
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.3-11
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    • 2001
  • 조간대와 같은 연안지역에서 해수의 토양 이동이 가지는 의미는 육상으로부터 유입되는 오염물질의 토양 이동 및 생물농축, 저서생물들의 생존에 필수적인 플랑크톤, 박테리아, 유기쇄설물, 산소, 영양염, 유기물의 생물공급, 수질 정화량 산정의 중요한 단서가 된다는 점이다. 따라서, 본 연구에서는 폐쇄성 수역과 같이 파도에너지가 비교적 작은 조간대에서 파도에 의한 해수의 침투거동을 해석하고, 파도에너지와 사면 구배의 변화에 따른 해수의 침투량 변화를 파악하고, 그 결과를 바탕으로 실제 조간대에서의 해수 침투량을 개략적으로 산정하는 것을 목적으로 하여, 모의 조간대 실험장치를 이용하여 실험을 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 폐쇄성 수역과 같은 파도에너지가 작은 조간대에서는 파도에 의해서 해수가 반원형의 형태로 토양중으로 침투하는 semi-circular mechanism은 지금까지 알려지지 않았던 새로운 침투 거동임을 알 수 있었다. 구배 또는 쇄파파고가 높아짐에 따라서 해수의 침투량이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 해수는 쇄파파고 보다는 구배의 영향을 크게 받아서 토양중으로 침투한다는 사실을 알 수 있었다. 현장토양을 이용하여 해수의 침투량을 정량화 할 수 있었으며, 본 연구의 결과를 바탕으로 현장 조간대에서의 해수 침투량을 개략적으로 산정 할 수 있었다. 따라서, 본 연구 결과를 바탕으로 오염물질의 토양 이동 및 생물농축, 저서생물들의 먹이공급, 수질 정화량 산정에 관한 연구가 활발히 진행되기를 요망한다.

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A numerical analysis of precipitation recharge in the region of monsoon climates using an infiltration model

  • Koo, Min-Ho;Kim, Yongje
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.163-167
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    • 2003
  • Based on the transient finite difference solution of Richards' equation, an infiltration model is developed to analyze temporal variation of precipitation recharge in the region of monsoon climates. Simulation results obtained by using time series data of 20-year daily precipitation and pan evaporation indicate that a linear relationship between the annual precipitation and the annual recharge holds for the soils under the monsoon climates with varying degrees of the correlation coefficient depending on the soil types. A sensitivity analysis reveals that the water table depth has little effects on the recharge for the sandy soil, whereas, for the loamy and silty soils, rise of the water table at shallow depths causes increase of evaporation by approximately 100㎜/yr and a corresponding decrease in recharge. A series of simulations for two-layered soils illustrate that the amount of recharge is dominantly determined by the soil properties of the upper layer, although the temporal variation of recharge is affected by both layers.

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NRCS 침투모형에 의한 경사진 사면의 지하수위 평가 (Groundwater Level Estimation on a Slope by NRCS model)

  • 문영일;신동준;오태석;이수곤
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.553-556
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    • 2008
  • Slope-related disasters have been occurred in July and September due to the typhoon and concentrated precipitation. It is shown that rainfall is the most important factor which leads to slope-related disasters in Korea. In this paper, slope analysis was applied by rainfall intensity as a rain factor and was assumed that all rainfall would be infiltrated on the slope. Also, groundwater level on a slope was estimated by using SEEP/W program according to infiltration. Where, amount of Infiltration can be calculated by using NRCS model. Finally, safety factor on a slope was invested by groundwater level.

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배수성능 평가를 위한 침투능 산정기법에 관한 연구(II) (Estimation Method of Infiltration Capacity for Assessment of Drainage Capacity II)

  • 정지수;심정훈;이동혁;황영철;이승호
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제21권12호
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    • pp.23-28
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    • 2020
  • 사질토지반에서 적용할 수 있는 합리적인 침투능 산정기법을 제시하기 위하여 실내실험결과를 분석한 결과, 단위중량이 감소함에 따라 침투속도는 증가하는 경향을 보였으며, 강우강도가 증가함에 따라 침투속도 또한 증가하는 것으로 나타났다. 또한 본 논문에서 제안한 초기침투능 감소상수(α계수)를 적용한 침투능 변화 곡선에 대하여 비교·분석한 결과 시간에 따른 침투능 변화가 거의 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 침투능 및 침투량 산정 시 널리 사용되고 있는 Horton 경험식이 사질토지반에서는 적용이 어려운 점을 개선하여 침투능 산정 모형을 제안하였다.

Early Detection of Intravenous Infiltration Using Multi-frequency Bioelectrical Impedance Parameters: Pilot Study

  • Kim, Jae-Hyung;Shin, Beum-Joo;Baik, Seung-Wan;Jeon, Gye-Rok
    • 센서학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.15-23
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    • 2017
  • In this study, bioelectrical impedance analysis, which has been used to assess an alteration in intracellular fluid (ICF) of the body, was applied to detect intravenous infiltration. The experimental results are described as follows. Firstly, when infiltration occurred, the resistance gradually decreased with time and frequency i.e., the resistance decreased with increasing time, proportional to the amount of infiltrated intravenous (IV) solution. At each frequency, the resistance gradually decreased with time, indicating the IV solution (also blood) accumulated in the extracellular fluid (ECF) (including interstitial fluid). Secondly, the resistance ratio started to increase at infiltration, showing the highest value after 1.4 min of infiltration, and gradually decreased thereafter. Thirdly, the impedance ($Z_C$) of cell membrane decreased significantly (especially at 50 kHz) during infiltration and gradually decreased thereafter. Fourthly, Cole-Cole plot indicated that the positions of (R, $X_C$) shifted toward left owing to infiltration, reflecting the IV solution accumulated in the ECF. The resistance ($R_0$) at zero frequency decreased continuously over time, indicating that it is a vital impedance parameter capable of detecting early infiltration during IV infusion. Finally, the mechanism of the current flowing through the ECF, cell membrane, and ICF in the subcutaneous tissues was analyzed as a function of time before and after infiltration, using an equivalent circuit model of the human cell. In conclusion, it was confirmed that the infiltration could be detected early using these impedance parameters during the infusion of IV solution.

Impedance Parameter Variations at Intravenous (IV) Infiltration Using Bioelectrical Impedance: A Pilot Study

  • Kim, Jaehyung;Lee, Mansup;Baik, Seungwan;Kim, Gunho;Hwang, Youngjun;Jeon, Gyerok
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.1678-1688
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    • 2017
  • Infiltration is one of detrimental problems occurring in nursing or medical settings. Early detection of infiltration is essential to minimize the risk of injury from infiltration. To perform a preliminary study on the point of care and automated infiltration detection system, bioelectrical impedance was investigated using bioelectrical impedance analyzer. We would like to report experimental results that allow impedance parameters to effectively distinguish infiltration. Electrodes were attached to both sides of the transparent dressing on the fusion site where IV solution was being infused. Then, impedance parameters before and after infiltration were measured as a function of time and frequency. The experimental results are as follows. After infiltration was intentionally induced by puncturing the vein wall with a needle, the resistance gradually decreased with time. That is, when an alternating current having a frequency of 20 kHz was applied to the electrodes, the resistance gradually decreased with time, reflecting the accumulation of IV solution in the extracellular fluid since the current could not pass through the cell membrane. Impedance parameters and equivalent circuit model for human cell were used to examine the mechanism of current flow before and after infiltration, which could be used for early detection of infiltration.

냉동냉장창고 침기방지장치의 성능평가에 관한 연구 (A Study on the Performance Evaluation of Infiltration Prevent Devices in refrigerated Warehouse)

  • 곽현철;석호태;송승영;황혜주;안홍섭
    • 설비공학논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.55-62
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    • 2002
  • In this paper, several types of infiltration prevention devices that are currently in use have been studied through experimental investigation. Firstly, the types of infiltration prevention devices were defined through investigating actual conditions of refrigerated warehouse in operates. Based on this investigation results, measured change of temperature and figured out air change rates of the type of infiltration prevention devices by using scale down model. After that, found the amount of air change rate in order to estimate the load of air change easily in facility plan.