• 한국수자원학회논문집
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• 제43권11호
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• pp.995-1009
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• 2010

기후변화에 의해 집중호우의 빈도 및 강도가 증가하고 지속적인 유역개발에 따른 토지이용의 증가는 토양침식 및 토사유출로 인한 재해 및 환경문제를 야기한다. 현재 광범위하게 사용되고 있는 토양침식량 산정기법은 대부분 대상유역내의 평균 토양침식량을 산출하는 총량적 개념의 경험식이므로 호우기간동안의 침식 및 퇴적의 시 공간적 변화양상을 모의할 수 없다는 한계를 지니고 있다. 따라서 보다 합리적인 유역규모의 강우-유사-유출 메카니즘 해석을 위해서는 기존의 집중형 모의기법을 대체하고 다양한 기상학적/지형학적 정보를 활용할 수 있는 물리적 기반의 분포형 모형이 요구된다. 본 연구에서는 사면의 지표 및 지표하 흐름을 고려한 유출모의 모듈과 단위수류력 이론을 기반으로 하는 유사유출 모의모듈을 결합한 분포형 강우-유사-유출 모형을 확장개발하고, 용담댐 상류부의 천천유역에 적용하여 모형의 재현성 평가를 수행하였다. 수문곡선의 모의 결과 모형의 재현성은 우수하였으며, 유사량곡선의 경우 첨두부분에서 과소선정되는 경향이 나타났다. 또한, 지표면 유동거리 및 국부경사에 따른 침식 및 퇴적의 공간분포를 분석한 결과, 침식된 토사는 비교적 경사가 완만한 하천주변에 퇴적되었으며, 강우량과 침식 및 퇴적의 공간분포의 분석결과, 강우량의 증가에 따라 침식량이 증가하였으며, Thiessen망 유역별로 침식 및 퇴적 분포는 상이하게 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권5호
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• pp.17-26
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• 1996

본 연구에서는 아산만 지역의 해안 연약층에서 채취한 해성토의 거동을 자동화된 삼축실험기를 사용하여 비배수 상태하에서 실내실험과 모델예측을 수행하여 파괴전과 파괴상태시 응력-변형률 상태를 점토질 및 실트질 흙과 비교분석하였다. 채취한 해성토는 실트질 70%와 점토질 30%가 섞인 혼합토로 현장의 비교란 시료와 이를 재 성형한 시료의 2종류로 만들어 400kpa인 유효구속압력까지 등방압밀 시킨 후 압밀하중을 감소시키며 구속압이 각각 400, 200, 100, 67kpa인 경우에 비배수 상태로 삼축압축 및 인장실험을 하였다. 본 연구결과 모든 시료의 극한상태를 연결하면 일정한 파괴선에 도달하였으며 이때 파괴선은 순수점토나 실트에 비해서는 그 기울기에 차이가 있었다. 또한 정규압밀된 아산만 해성토에서는 전단초기에는 순수점토와 유사하게 전단하에서는 양의 간극수압이 발생하여 P'이 계속 감소하나 실트질에서 나타나는 상태변형선을 지나서는 체적팽창경향이 나타나며 전단강도가 증가하고 있다. 과압밀 시료는 체적변형 경향으로 순수실트와는 상당히 다른 거동을 보임을 알 수 있었다. 수정 Camflay모델 및 항복경계면 모델을 사용하여 예측한 결과 정규압밀된 경우에는 최대강도 이전까지는 실제거동을 적절히 예측할 수 있었으나 과압밀비$(2\leqOCR\leq6)$가 커질수록 그 거동에는 정량적인 차이를 보임을 알 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.285-293
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• 2016

본 연구는 원주천을 대상으로 하천시설물의 최적 설계를 위한 안정하도 평가와 물리적 교란개선 평가를 수행하였다. 안정하도 설계를 위한 구간별 안정경사를 분석하였으며, 안정경사를 만족하기 위한 하천시설물의 개선 시나리오를 도출하였다. 그에 따라 각 시나리오에 대한 물리적 교란개선 평가를 통해 안정하도 설계와 물리적 교란개선을 위한 최적의 시나리오를 선정하였다. 아울러 안정하도 설계와 물리적 교란개선을 위한 하천시설물의 개선 시 물리 서식처의 변화를 분석하였다. 원주천의 하천 환경조사와 어류의 군집특성을 이용하여 수중 생태계를 대표할 수 있는 복원 목표어종으로 참갈겨니를 선택하였다. 참갈겨니의 서식적합지수를 사용한 서식적합도 분석은 PHABSIM 모형을 이용하였다. 예측 평가를 수행한 결과 서식적합도와 가중가용면적은 소폭 감소하는 것으로 나타났으나, 하천시설물의 개선에 따른 영향은 아닌 것으로 나타났다. 따라서 원주천의 물리적 건전성과 안정성을 제고할 수 있는 하천시설물의 배치 방안을 제시하였으며, 그에 따른 물리 서식처의 변화는 영향이 없는 것을 확인하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권2호
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• pp.218-225
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• 2014

최근 우리나라에서는 집중호우로 인하여 산사태의 발생이 증가하며 인명 및 재산피해가 늘고 있다. 본 연구에서는 산사태 발생에 직접적으로 영향을 주는 강우강도에 따른 산사태 위험지를 예측하고자 SHALSTAB(Shallow Landsliding Stability Model)을 이용하였다. SHALASTAB의 매개변수인 투수량계수의 값은 $19.58m^2/day$, 내부마찰각은 $36.3^{\circ}$, 포화단위중량은 $2.03t/m^3$로 결정되었다. 이러한 매개변수를 이용하여 구한 지형지수에 따라서 본 연구지역의 사면안정 상태를 무조건 안정, 안정, 불안정, 무조건 불안정의 4가지 형태로 구분하였다. SHALSTAB의 적용성을 평가하고자 기존에 발생하였던 263 mm 강우에서 사면이 불안정해지는 지역과 산사태 발생지에 대한 데이터베이스를 구축하여 이를 비교하였다. 정확도 검정 결과 85.1% 일치하였다. SHALSTAB을 이용하여 강우강도에 따른 산사태 발생 위험지역을 판별하는데 활용이 가능한 것으로 생각된다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권5호
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• pp.417-430
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• 2006

We focused on improvement in simulation of wind fields for the complex coastal area. Local Analysis and Prediction System(LAPS) was used as a data assimilation method to improve initial conditions. Case studies of different LAPS inputs were performed to compare improvement of wind fields. Five cases have been employed : I) non data assimilation, II) all available data, III) AWS, buoy, QuikSCAT, IV) AWS, buoy, wind profiler, V) AWS, buoy, AMEDAS. Data assimilation can supplement insufficiency of the mesoscale model which does not represent detailed terrain effect and small scale atmospheric flow fields. Result assimilated all available data showed a good agreement to the observations rather than other cases and estimated veil the local meteorological characteristics including sea breeze and up-slope winds. Result using wind profiler data was the next best thing. This implies that data assimilation with many high-resolution sounding data could contribute to the improvements of good initial condition in the complex coastal area. As a result, these indicated that effective data assimilation process and application of the selective LAPS inputs played an important role in simulating wind fields accurately in a complex area.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권4호
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• pp.339-349
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• 2020

This study investigates the feasibility of using the results of the UPV (ultrasonic pulse velocity) test to assess the UCS (unconfined compressive strength) of unsaturated soil. A series of laboratory tests was conducted on samples of unsaturated lateritic soils of northern Taiwan. Specifically, the unconfined compressive test was combined with the pressure plate test to obtain the unconfined compressive strength and its matric suction (s) of the samples. Soil samples were first compacted at the designated water content and subsequently subjected to the wetting process for saturation and the following drying process to its target suction using the apparatus developed by the authors. The correlations among the UCS, s and UPV were studied. The test results show that both the UCS and UPV significantly increased with the matric suction regardless of the initial compaction condition, but neither the UCS nor UPV obviously varied when the matric suction was less than the air-entry value. In addition, the UCS approximately linearly increased with increasing UPV. According to the investigation of the test results, simplified methods to estimate the UCS using the UPV or matric suction were established. Furthermore, an empirical formula of the matric suction calculated from the UPV was proposed. From the comparison between the predicted values and the test results, the MAPE values of UCS were 4.52-9.98% and were less than 10%, and the MAPE value of matric suction was 17.3% and in the range of 10-20%. Thus, the established formulas have good forecasting accuracy and may be applied to the stability analysis of the unsaturated soil slope. However, further study is warranted for validation.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.185-192
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• 1993

장주기파(長週期波)의 침입(侵入) 변형(變形)에 의한 항내(港內) 수면교란(水面攪亂) 현상(現像)을 효과적(效果的)으로 분석(分析) 및 예측(豫測)하기 위하여 해석해(解析解)와 유한요소(有限要素)를 복합적(複合的)으로 사용한 수치모형(數値模型)을 이용하였다. 기본방정식(基本方程式)으로 완경사(緩傾斜) 방정식(方程式)을 사용하였으며, 고체(固體) 경계면(境界面)에서는 부분흡수(部分吸收) 경계조건(境界條件)을 사용하였다. 방파제(防波堤) 주변(周邊)과 항내(港內) 영역(領域)은 유한요소(有限要素)로 모형화(模型化)하고 항외(港外) 영역(領域)에서는 Helmholtz 방정식(方程式)의 해석해(解析解)를 이용하였다. Chen과 Mei(1974)의 방법(方法)을 이용하여 경계치(境界値) 문제(問題)의 범함수(凡凾數)를 구한 후 구성(構成)되는 최종적(最終的)인 연립방정식(聯立方程式)을 Gauss 소거법(消去法)으로 푸는 수치모형(數値模型)을 수립(樹立)하였다. 현장관측(現場觀測) 자료(資料)의 스펙트럼 분석(分析)으로 제시된 동해항(東海港)의 Helmholtz natural period 및 제(第)2 첨두주기(尖頭週期)는 수치계산(數値計算)으로 구해진 것과 잘 일치(一致)하였다. 항만구조물(港灣構造物)에서의 반사율(反射率)을 변화(變化)시키면서 구한 증폭비(增幅比)와 관측치(觀測値)의 비교(比較) 결과(結果) 반사계수(反射係數)를 0.99로 했을 때 가장 양호(良好)한 일치(一致)를 나타내었다.

• 한국농공학회지
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• 제34권1호
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• pp.41-48
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• 1992

Various soil behaviors usually occurring in the geotechnical problems, such as, cutting and embankments, stability of slope, seepage, consolidations, shearing failures and liquefaction, should be predicted and analyzed in any way. An approach of these predictions may be followed by the development of the constitutive equations as first and subsequently solved by numerical methods. The purpose of this paper is develop the constitutive equation of sands uder monotonic or cyclic loadings. The constitutive equation which is based on elasto-plastic theory, modified anisotropic consolidated stress parameter by Sekiguchi et al and Pender's theory is derived. And the equation is included a new stress parameter, hardening function, Bauschinger's effects and Pender's theory. The model is later evaluated and confirmed the validity by the test data of Ottawa sand, Banwol sand Hongseong sand. The following conclustions may be drawn: 1. The consititutive equation which is based on elasto-plastic theory, modified anisotropic consolidated stress parpameter by Sekiguchi et al and Pender's theory is derived. The equation in included a new stress parameter, hardening function, Bauschinger's effect and Pender's theory. 2. For Ottawa sand, the result of the constitutive equation shows a better agreement than that of Oka et al. The result of axial strain agrees well with the tested data. However, the result of horizontal strain is little bit off for the cyclic loadings or large stress. It is thought that the deviation may be improved by considering Poisson's ratio and precise measurement of shear modulus. 3. Banwol sand is used for the strain and stress tests with different relative densitites and confining pressures. The predeicted result shows a good agreement with the tested data because the required material parameters were directly measurd and determined form this laboratory. 4. For Hongseong sand, the tests under same amplitude of cyclic deviatoric stress shows a similar result with the tested data in absolute strain. It shows the acute shape of turning point because the sine wave of input is used in the test but the serrated wave in prediction.

• 대기
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• 제31권4호
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• pp.395-404
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• 2021

In order to investigate downslope windstorm by using more detailed observation, we observed 6 cases at 3 sites - Inje, Yongpyeong, and Bukgangneung - during "3-D Meteorological Observation Project in Yeongdong region of Gangwon province, South Korea in 2020." The results from analysis of the project data were as follows. First, AWS data showed that a subsidence inversion layer appeared in 800~700 hPa on the windward side and 900~850 hPa on the leeward side. Second, before strong wind occurred, the inversion layer had descended to about 880~800 hPa. Third, with mountain wave breaking, downslope wind was intensified at the height of 2~3 km above sea level. After the downslope wind began to descend, the subsidence inversion layer developed. When the subsidence inversion layer got close to the ground, wind peak occurred. In general, UM (Unified Model) GDAPS (Global Data Assimilation Prediction System) have had negative bias in wind speed around peak area of Taebaek mountain range, and positive bias in that of East Sea coast area. The stronger wind blew, the larger the gap between observed and predicted wind speed by GDAPS became. GDAPS predicted strong p-velocity at 0600 LST 25 Apr 2020 (4^th case) and weak p-velocity at 2100 LST 01 Jun 2020 (6^th case) on the lee-side of Taebaek mountain range near Yangyang. As hydraulic jump theory was proved, which is known as a mechanism of downslope windstorm in Yeongdong region, it was confirmed that there is a relationship between p-velocity of lee-side and wind speed of eastern slope of Taebaek mountain range.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권3호
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• pp.223-241
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• 2024

Evaluating the performance of Tunnel Boring Machines (TBMs) stands as a pivotal juncture in the domain of hard rock mechanized tunneling, essential for achieving both a dependable construction timeline and utilization rate. In this investigation, three advanced artificial neural networks namely, gated recurrent unit (GRU), back propagation neural network (BPNN), and simple recurrent neural network (SRNN) were crafted to prognosticate TBM-rate of penetration (ROP). Drawing from a dataset comprising 1125 data points amassed during the construction of the Alborze Service Tunnel, the study commenced. Initially, five geomechanical parameters were scrutinized for their impact on TBM-ROP efficiency. Subsequent statistical analyses narrowed down the effective parameters to three, including uniaxial compressive strength (UCS), peak slope index (PSI), and Brazilian tensile strength (BTS). Among the methodologies employed, GRU emerged as the most robust model, demonstrating exceptional predictive prowess for TBM-ROP with staggering accuracy metrics on the testing subset (R² = 0.87, NRMSE = 6.76E-04, MAD = 2.85E-05). The proposed models present viable solutions for analogous ground and TBM tunneling scenarios, particularly beneficial in routes predominantly composed of volcanic and sedimentary rock formations. Leveraging forecasted parameters holds the promise of enhancing both machine efficiency and construction safety within TBM tunneling endeavors.