• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.41-52
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• 2017

본 연구에서는 월류에 의한 붕괴 메커니즘의 규명을 위해 모형제방(제방고 0.4~0.8m)과 실물제방(제방고 1.0m)을 대상으로 월류 붕괴실험을 수행하였다. 월류에 의한 제방붕괴는 1단계에서는 월류에 의해 비탈표면에서 세굴이 발생되었으며, 월류의 유속은 완만히 증가되었다. 2단계에서는 붕괴단면이 커지고 유속도 급격히 증가되었다. 3단계에서는 월류에 의해 제방 단면이 완전히 붕괴되고 붕괴면적이 넓어져 유속이 상대적으로 감소되었다. 월류에 의한 제방의 붕괴각(${\theta}$)은 큰 자중, 감소된 전단저항력 및 월류의 흐름에 의한 추가 소류력으로 인해 랭킨토압의 사면붕괴각보다 크게 나타났다. 제방고(H)가 증가될수록 월류에 의한 제방의 월류 유속(${\upsilon}$)이 증가되었으며, 이로 인해 소류력이 추가로 작용되어 제방의 붕괴각(${\theta}$)과 붕괴면적(A)이 함께 증가되었다. 모형실험과 실물실험에 사용된 모래 시료가 동일한 입경크기로 한계세굴유속이 같아 월류 유속변화에 의해 세굴 특성이 지배되는 것으로 나타났다.

• 한국안전학회지
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• 제35권5호
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• pp.30-38
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• 2020

In order to construct a dam, the diversion facility such as cofferdam and a diversion tunnel should be installed in advance. And size of a cofferdam depends on type of a main dam. According to the Korea Dam Design Standard, if the main dam is a concrete dam, design flood of the cofferdam is 1~2 years flood frequency. This means that overflow of the cofferdam occurs one time for 1 or 2 years, therefore, stability of the cofferdam should be secured against any overflow problem. In this study, failure probability analysis for the concrete cofferdam is performed considering the overflow. First of all, limit state function of the concrete cofferdam is defined for overturning, sliding and base pressure, and upstream water levels are set as El. 501 m, El. 503 m, El. 505 m, El. 507 m. Also, after literature investigation research, probabilistic characteristics of various random variables are determined, the failure probability of the concrete cofferdam is calculated using the Monte Carlo Simulation. As a result of the analysis, when the upstream water level rises, it means overflow, the failure probability increases rapidly. In particular, the failure probability is largest in case of flood loading condition. It is considered that the high upstream water level causes increase of the upstream water pressure and the uplift pressure on the foundation. In addition, among the overturning, the sliding and the base pressure, the overturing is the major cause for the cofferdam failure considering the overflow.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.11-21
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• 2015

2002년 피해조사 결과에 따르면, 하천제방 관련 홍수피해는 월류, 침식, 제체불안정(파이핑, 부적절한 축제재료선정, 다짐불량 등), 구조물에 의한 파괴 등으로, 월류에 의한 제방붕괴는 39.5 %로서 주요 요인인 것으로 평가되었다. 한편, 제방붕괴각(${\theta}$), 제방붕괴율(k) 등 관련 월류제방 붕괴특성은 침수모델링 해석 시 침수속도 및 면적 등에 영향을 미치나 국내 관련 연구 실적이 미진한 실정에 있다. 본 논문에서는 프루드(Froude) 상사(${\lambda}_{Fr}=1$)를 가정한 제방고(0.20 m, 0.25 m, 0.30 m, 0.40 m)에 따른 제방붕괴모형실험을 수행하여 제방고 변화(H)에 따른 제방붕괴 메카니즘, 붕괴연장, 제방붕괴각(${\theta}$), 제방붕괴율(k) 등을 제시하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권1호
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• pp.1-10
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• 2023

제방은 기본적으로 물이 넘치지 않도록 하기 위하여 조성되는 구조물이다. 개발된 제방보강 기술은 바이오폴리머와 골재를 혼합하여 제방의 붕괴로 발생되는 대규모 재난을 방지하기 위한 기술로 제방의 세굴 및 붕괴 등을 억제하는데 목적이 있다. 개발된 기술은 호안 사면 등에도 활용이 가능하지만 시공성이 수월하여 월류파괴에 대한 대응 기술로 적용하기 용이하다. 개발된 기술을 현장에 적용하기 위해서는 기술의 안전성을 확보해야 하므로 현장시범사업 등 실제 적용에 대한 연구가 필요하다. 하지만 월류 파괴는 현장에서 시범사업을 수행할 수 없으므로 본 연구에서는 실규모 실험을 통해 현장 적용성 연구를 수행하였다. 실규모실험은 안동에 위치한 하천실험센터에서 수행하였으며, 인위적인 월류를 통하여 제방 세굴 및 붕괴 상황을 검토하였다. 실험결과 개발기술이 월류파괴에 대해 대응 가능하고 붕괴를 억제할 수 있는 기술로의 실증을 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.23-27
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• 2006

본 연구에서는 소형 액체 추력기 제작 공정 중 하나인 브레이징 부품 접합에서 발생한 Failure 사례에 대한 분석을 위해 가능 원인을 도출하고 이에 대한 검증을 위한 Sample Test를 수행하였다. Brazing Material, 부품 가공성 등에서 도출된 요인들이 Overflow 현상에 미치는 영향을 분석하여 실제 발생 원인을 파악하였으며, 이를 통해 원활한 공정 진행을 도모할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.5-13
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• 2015

해일에 의한 바닷물의 월류는 방조제 구조물에 피해를 유발시킨다. 지금까지 발생된 마운드 형태 방조제의 파괴 유형 조사 결과, 육지 쪽 마루부 파손과 선단부의 세굴이 대표적인 파괴 사례로 지목되었다. 이와 같은 파괴를 유발하는 가장 큰 원인은 월류에 의해 발생된 압력과 유속이다. 본 연구에서는 에너지 관점에서 마운드 형태 방조제에서 압력과 유속을 산정할 수 있는 이론해를 제안하고 검증하였다. 이를 위해 방조제 마루부와 선단부에 흐름을 유사정적비회전류로 보고 동심원유선이 형성된다고 가정하였다. 한계흐름조건과 베르누이정리를 이용하여 방조제 마루부와 배면 선단부에서의 작용하는 압력 및 유속 산정식을 유도하였다. 이들 식을 이용하여 동심원유선 및 월류고를 가정하여 마루부와 선단부에서 압력과 유속을 산정하였다. 그 결과 마루부에서는 부의 압력이 선단부에서는 양의 압력이 각각 크게 작용하는 것으로 나타났으며 유속에 의한 전단응력도 작용하는 것을 확인하였다. 또한 제안된 이론해의 적용 한계에 대한 고찰도 이루어졌다.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권2호
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• pp.27-33
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• 2011

This study is a preliminary investigation into the development of a construction method that will protect a reservoir even during over flows caused by severe flooding. Through hydraulic modeling tests, the destructive phenomena caused by spillway-junction scour during reservoir overflow were modeled, and the effects on the embankment during such an overflow and the spillway-junction movements are discussed. The reservoir destruction model used the Tanbu reservoir, located in Gangwondo Chuncheon-si Namsanmyeon (H＝22 m, L＝115 m), as the model reservoir and created an embankment with a 1/60 ratio. We review the spillway-junction safety factor during overflow and embankment movement following reinforcement measures for three different cases: no reinforcement, cemented sand and gravel (CSG) reinforcement and water-blocking sheet reinforcement. The results of this study confirmed that when the spillway-junction is exposed to soil, it is very vulnerable to overflow and that a water-blocking sheet or CSG reinforcement are very effective measures in preventing embankment destruction in the long-term period.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.181-191
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• 2019

국내 저수지는 대부분 필댐으로 구성되고 있고, 필댐의 붕괴는 월류와 파이핑이 주된 원인으로 분석되고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험기를 이용하여 실제 운영 중인 공주시 ◯◯ 저수지 축조 모형에 대하여 수위승강 시 및 월류 시 저수지의 거동 특성을 고찰하였다. 실제 저수지의 침투 및 월류 모사를 위해서 1/50로 축소한 모형에 파손 및 보강된 복통을 설치하고 제정 보강 및 미보강의 조건을 부여한 후 LVDT, 간극수압계를 설치하고 수위승강시험 및 월류시험을 수행하여 보강방법에 따른 제체의 거동 특성을 검토하였다. 원심모형실험 결과, 수위승강 시험에서 파손된 복통이 제체의 안정에 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났고 반전공법과 보강공법을 병행한 경우 제체의 침투 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 월류시험에서 월류유도 수로 설치 시 제체의 세굴과 토사의 유출을 방지할 수 있다는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 저수지 월류유도 수로 및 복통 보강공법 적용에 필요한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제32권4호
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• pp.34-39
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• 2017

Typical flow regime of overflow at barrier or weir constructed in mid and small streams becomes as the submerged flow during most flood events. One of major causes of barrier failure has been reported as the levee-scour near the conjuction node between barrier and levee. However, most related design guidelines in Korea have not mentioned about the protection of levee around barrier or weir in detail. Furthermore, most previous researches have focused on the flow characteristics of overflow around several types of weirs but they did not have considered the material properties of levee itself. In this study, local scour near barrier was investigated with different material properties of levee under the submerged overflow condition which is assumed to reenact a flood event. Based on results from Fritz et al. and Mavis et al., a theoretical formula was also proposed in initial stage of laboratory experiments. And hydraulic experiments were carried out for the verification of the proposed formula. Levee was installed in the prismetic trapezoidal open channel and most parts were made of concrete except for movable section in which scour was expected to occur for the efficiency of experimental procedure. Each compaction of movable section in levee was followed by the basis of the KS F 2312. Further, after performing the experiments to find the optimum water content for each sediment, the specific amount of water was injected before flowing water. The difference between the proposed theoretical formula and experiment results was not much but considerable, which might be caused by the effect of compaction. For theoretical approach, it seemed that the formula did not take into account the compaction of levee, thus the correction coefficient for levee compaction determined in the literature was considered. Finally, the formula for the length of scour around barrier or weir was proposed, which can be useful to predict a levee in the reference design of revetment in mid and small streams. As shortly future study, scour length of levee around barrier or weir under different flow conditions such as perfect overflow condition will be studied and it will be able to contribute to suggest the design formula or criteria under all overflow conditions near barrier or weir.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.42-50
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• 2019

국내 산업이 발전함에 따라 유해화학물질의 사용이 급속도로 증가하고 있고, 이에 따른 화학사고 역시 증가하고 있다. 대부분의 화학사고는 저장시설에서 화학물질의 누출로 인해 발생하지만, 갑작스러운 고온 고압으로 인해 저장시설이 파열됨으로써 내부의 물질이 순간적으로 방출되는 사고 역시 발생하고 있다. 이것을 catastrophic failure라고 부르며 그 빈도는 매우 낮지만, 발생했을 때 피해 규모는 매우 크다. 국내에서는 2013년 울산의 한 현장에서 물탱크의 파열로 인해 3명의 사망자를 포함한 15명의 사상자가 발생하였고, 전 세계적으로 1919년부터 2004년까지 저장시설의 순간 전량 방출 사고가 64건 발생하였다. 저장시설에서 위험물질이 누출될 경우 외부로의 확산을 방지하는 방류벽이 존재하지만, 저장시설의 파괴로 물질이 순간적으로 방출되는 경우 내부 물질이 방류벽 바깥으로 넘치는 현상이 발생한다. 이를 월파 현상 또는 overtopping 이라 한다. 해외에서는 저장시설의 순간 전량 방출 사고에 따른 overtopping 효과를 실험을 통해 연구해왔다. 본 연구에서는 선행연구를 바탕으로 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 이용하여 국내 규정을 준수하는 방류벽의 설계 조건별 overtopping 효과를 확인해 보았다. 그 결과, 방류벽 용량의 최소기준을 만족한 상태에서 높이가 높아지고 설비와의 거리가 가까워짐에 따라 내부 물질이 방류벽 외부로 빠져나가는 현상은 줄어들었다. 추가로 대기조건 및 물질의 종류, 방류벽 형상에 따른 overtopping의 효과를 확인함으로써, 순간 전량 방출 사고의 피해를 고려한 방류벽의 설계 방향 및 저감 대책을 제시하고자 한다.