• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1995년도 학술발표회 논문집
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• pp.34-41
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• 1995

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.20-26
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• 2019

강이나 하천 폭 전체에 걸쳐 수리구조물을 설치하는 경우에는 대개 하상보호공을 설치한다. 하지만 하상보호공직하류부에 있는 하천하상이 상류부의 흐름영향으로 인해서 유실되는 국부세굴현상이 발생한다. 이와 같은 국부세굴은 흐름방향 경계지점의 흐름 및 난류특성과 하상토의 재질 등에 지배적이며, 시간의 경과에 따라서 점차적으로 위험할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이동상 모형실험을 통해 분석된 시간변화에 따른 하상보호공 하류부 국부세굴공 내부의 난류성분을 3차원 수치해석모형인 OpenFOAM의 적용결과와 비교하고 국부세굴공발달의 주요인자라고 알려져 있는 수심 적분된 상대난류강도 값의 흐름방향별 분포를 분석하였다. 또한 이 결과와 함께 하상전단응력 및 Shields parameter와 비교하여 세굴공의 안정화에 대하여 분석하였으며 추가적으로 초기 난류유입조건을 변화시켜 그 결과를 비교하였다. 그 결과 세굴공의 최대발생깊이는 유속의 크기보다는 오히려 수심 적분된 상대난류강도의 크기에 따라 지배적으로 발달하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해서 향후 하상보호공 하류부에서 발생 가능한 국부세굴공을 저감하거나 방지하기 위해서는 수심 적분된 상대난류강도를 조절할 수 있는 설계나 시공 혹은 수문조절이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.291-301
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• 1998

본 연구에서는 치수 및 이수에 있어서 항상 어려움을 겪고 있는 개수로 만곡구간에서 하상재료의 변화에 따른 흐름 및 하상변동 특성을 분석하기 위하여 중심각 180'인 만곡수로를 제작하고, 모래(D50 = 0.26 MM, S = 1.54)와 안트라싸이트(D50 = 0.26 mm, S = 1.54)를 하상재료로 선택하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 최대세굴심은 만곡각 30'-60' 외측제방부근에서 평균수심의 약 2배까지 실측되었으며, 최대세굴심의 발생위치는 안트라싸이트인 경우에 모래에서보다 5'-15' 정도 상류부에서 관측되었다. 종단면 최대유속선은 하상재료와 관계없이 내측에서 외측으로 편의되고 있으며, 하상이 거칠수록 하류로 이동하였다. 하상이 매끄러울수록 흐름의 최대 편의각은 만곡수로 상류부에서 발생하고 있으며, 그 크기도 증가하였다. 안트라싸이트의 경우가 모래의 경우보다 2차흐름이 크게 발생하는 것으로 실측되었으며, 두개의 핵이 존재하는 현상이 관측되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.845-854
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• 2008

하천과 관련된 역사와 문화를 지닌 신라의 옛 교량 월정교는 우리나라의 고대 교량의 축조방법과 토목기술을 보여주고 있으며 국내에서 가장 오래된 석교로써 복원사업이 현재 수행되고 있고 교량뿐만 아니라 주변 지형까지 복원하는 방식으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통해 월정교 영역의 수위와 유속 등의 수리특성 및 교각세굴과 옛 방식의 격자판과 사석을 조합한 세굴보호공의 안정성을 분석하였다. 실험 결과 빈도별 홍수 발생시 교각 복원으로 인한 수위 상승은 30cm 내외였으며 최대 상류 200m까지 영향을 미쳤다. 최대세굴심은 4번 교각에서 5.4m로 나타났으며 세굴보호공 실험은 경험공식을 이용하여 계산된 사석크기와 기존에 설치되었던 보호공 영역을 그대로 적용한 조건에 대해서 실험을 실시하였고 기존에 설치된 조건에서의 실험 결과 세굴보호공의 전면부에서 사석이 이탈하였으나 세굴보호공 영역을 국부세굴이 발생하는 세굴영역까지 확장한 조건에서 추가 실험을 실시한 결과 안정적인 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.453-458
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• 2016

보 설계 시 세굴을 고려한 설계가 요구되지만 실험 시설의 한계와 제한된 실험 수행 기간 등으로 설계 기준 및 감세공의 효과 분석 연구는 부족하다. 따라서 본 연구에서는 보 하류부의 세굴 문제 개선을 위해 다방향 감세공의 세굴 감세효과를 분석하였으며 세굴을 최소화하기 위한 설계 기준을 제시하였다. 수리모형실험은 낙동강 합천창녕보를 대상으로 실험을 수행하였으며 수명 축척 1/25, 연직 축척 1/25의 모형으로 제작하였다. 실험 장치는 수로와 유량 공급부로 구분하였으며 최대 $2.0m^3/s$의 유하가 가능하도록 수중펌프를 설치하였다. 실험 시 유입 유량은 $1.3m^3/s$, 상류수위는 0.36 m, 하류 수위는 0.24 m이며 감세공인 배플은 나무를 이용해 지름 0.05 m 원기둥형으로 제작하였다. 배플 설치 전과 설치 후 뿐만 아니라 배플의 길이 변화에 대한 정확한 세굴심 비교를 위해 3D 광대역 레이져 스캐너를 활용하였다. 실험결과 배플의 V형 배치시, 배플 설치 전에 비해 흐름 감세로 인해 세굴성은 36%, 세굴 길이는 49% 감소 효과가 나타났다.

• 물과 미래
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• 제17권3호
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• pp.197-209
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• 1984

본 연구는 해안제방의 설치에 따른 제방전면의 변형과 제각부의 국소적 지형변동량을 알고자 해운대의 해양조사와 2차원 수리모형실험을 행한 것이며 제방의 설치위치, 해빈경사와 파랑의 특성에 따른 제방제각부의 최대선굴심, 1차경향범위, 최대변동량, 최대변량량까지의 거리 및 2차영향범위의 값들을 구명하여 이들 지형변동량을 줄일 수 있는 해운대해수욕장의 침식대책공법에 이바지 하고자 한다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.233-233
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• 2011

동 연구는 한국 남해안에 시설된 인공어초 주위의 퇴적과 세굴의 특성을 기술한 것이다. 퇴적과 세굴 특성 조사는 2007년 4월에 137개가 시설된 사각형어초의 1단지에서 수행되었다. 사각형어초의 1개의 체적은 8 $m^3$ ($2{\times}2{\times}2$ m)이다. 조사된 사각형어초단지는 1999년 11월에 수심 21.6 m의 사니질에 시설하였다. 연구에 사용된 주요 장비는 Side Scan Sonar, Multi Beam Echo Sounder, Sub-Bottom Profiler, Water Current meter 등 이다. 조사 결과, 인공어초는 중첩된 어초단지 높이의 2-3배인 약 4m 높이로 시설되어 있었고, Side Scan Sonar에 의해 조사된 어초의 형상은 타원형이었다. 인공어초 주위의 최대 유속은 간조시 81.5 cm/sec였으며, 창조시는 72.7 cm/sec 였다. 인공어초 주위의 세굴은 조상(潮上)측에서, 그리고 퇴적은 조하측의 체류역에서 형성되었다. 인공어초 주위의 퇴적은 2.4 - 3.0 m 범위였으며, 퇴적의 가장 높은 봉우리는 어초로부터 10 m의 거리에서 형성되었다. 그리고 경사는 주 흐름에 대한 직각 방향에 있는 어초의 부근에서 가파르게 형성되었으며, 어초로부터 멀어짐에 따라 완만하게 형성되었다. 퇴적은 인공어초의 단지의 높이와 퇴적봉우리의 높이의 차가 적어짐에 따라 감소하였다. 퇴적 봉우리는 어초 높이의 약 1 m까지 퇴적된 후에 서서히 약화되었다. 한편, 세굴은 어초로부터의 용승류, 그리고 퇴적의 옆면에 흐르는 측류에 의해 계속적으로 야기되어 진다. 또한 세굴은 바닥을 파헤친 것이 아니라 퇴적된 부분에서 야기되어지며, 이것은 세굴의 깊이가 변하지 않는다는 것을 의미한다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.17-25
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• 2016

호안은 하천제방의 비탈면이 침식되지 않도록 보호하는 기능을 갖는다. 호안의 설계가 적정하지 않을 경우 강한 유속과 소류력에 의해 제방이 세굴되어 붕괴에 이를 수도 있다. 따라서 호안의 설계시 필요한 대표유속을 산정하는 것은 매우 중요하나 대부분 1차원 부등류해석에서 얻어진 수위와 평균유속자료를 적용한다. 이 경우 만곡 수로에서 발생하는 자유소용돌이와 강제소용돌이에 의한 유속증가는 반영되지 않으므로 만곡부 호안의 안정성을 확보하기 위해서는 대표유속에 대한 보정이 필요하다. 본 연구에서는 수치모의를 통해 단면의 최대유속과 평균유속을 산정하여 만곡 및 세굴영향을 고려한 대표유속 산정방법의 적용성에 대해 검토하였다. 그 결과 단면평균유속에 만곡의 영향과 세굴의 영향을 고려하여 적용한 대표유속과 수치모의결과에 추출된 최대유속을 비교한 결과가 거의 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 호안재로로써 돌망태를 사용하는 경우에 대해서 만곡하도와 직선하도 일때의 사석크기를 기존 설계식에 적용하여 비교하였다. 향후, 우리나라의 특성에 맞는 호안설계방법을 제시하기 위하여 하천특성이 다른 대표적인 하천에 대한 추가적인 수치모의 및 분석이 필요하며, 이때 본 연구결과가 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.43-50
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• 2002

본 연구에서는 지반말뚝, 말뚝-말뚝캡, 그리고 말뚝-유체간의 상호작용 해석을 수행하여 교각세굴을 고려한 말뚝기초의 거동을 해석하였다. 지반-말뚝의 상호작용은 비선형 하중전이곡선(p-y, t-z, 그리고 q-z 곡선)을, 말뚝-말뚝캡의 상호작용에서는 군말뚝의 배열과 말뚝-말뚝캡 사이의 구속조건을 고려하였다. 말뚝유체의 상호작용은 세굴에 의한 지반의 강성 저하를 고려하여 지반-말뚝의 상호작용에 포함하여 해석하였다. 그 결과 세굴심이 깊어질수록 말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트의 값이 증가함을 알 수 있었으며, 이를 바탕으로 세굴에 따른 군말뚝의 안정성 평가에서는 지반-말뚝 및 말뚝-말뚝캡의 상호작용을 고려한 해석을 수행하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.