• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권2호
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• pp.145-164
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• 2015

Bridge scour is the predominant cause of overwater bridge failures in North America and around the world. Several sensing systems have been developed over the years to detect the extent of scour so that preventative actions can be performed in a timely manner. These sensing systems have drawbacks, such as signal inaccuracy and discontinuity, installation difficulty, and high cost. Therefore, attempts to develop more efficient monitoring schemes continue. In this study, the viability of using optical dissolved oxygen (DO) probes for monitoring scour depths was explored. DO levels are very low in streambed sediments, as compared to the standard level of oxygen in flowing water. Therefore, scour depths can be determined by installing sensors to monitor DO levels at various depths along the buried length of a bridge pier or abutment. The measured DO is negligible when a sensor is buried but would increase significantly once scour occurs and exposes the sensor to flowing water. A set of experiments was conducted in which four dissolved oxygen probes were embedded at different soil depths in the vicinity of a mock bridge pier inside a laboratory flume simulating scour conditions. The results confirmed that DO levels jumped drastically when sensors became exposed during scour hole evolution, thereby providing discrete measurements of the maximum scour depth. Moreover, the DO probes could detect any subsequent refilling of the scour hole through the deposition of sediments. The effect of soil permeability on the sensing response time was also investigated.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.335-346
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• 1997

본 연구는 실제하천에서의 불규칙한 수위변화에 따라 교각주위에서 발생하는 세굴현상에 대하여 규명하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 IHP 대표유역인 금강수계내 보청천 최하류 지점에 설치되어 있는 산계교를 중심으로 최근 15년 동안에 발생된 6개 홍수사상에 대한 수위수문곡선을 선택하여 모형실험을 실시하였다. 모형수로는 실제하천과 모형수로에서의 조도계수 실측, 모형수로 경사변화에 따른 최대세굴심도의 변화, 실제하천과 모형내 하상재료의 침강속도와 마찰속도의 비를 검토하여 하상경사를 결정하고 실제하천에서의 세굴심도를 직접 측정하여 모형수로 실험결과와 비교함으로써 모형수로를 검증하였다. 실험 결과, 정류상태에서 모형실험을 실시하여 실제하천에 대한 최대세굴심을 예측할 경우에는 최고수위를 택하여 실시해야 하는 것으로 판단되며, 수위수문곡선 하강시 평형세굴심도는 최대세굴심보다 작으므로 실제하천에서 세굴심을 실측할 경우에는 되메우기에 의해 감소된 만큼의 세굴심을 고려해야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1987년도 제29회 수공학연구발표회논문초록집
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• pp.87-87
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• 1987

교각은 때때로 국소세굴에 의헤 손상을 받는다. 교각구조의 국소세굴 문제는 광범위하게 연구되었지만, 세굴심을 정량적으로 산정하는 것은 어렵다. 본연구는 정적세굴 조건하에서 여러형태로 배치된 반원 및 장방형 교각주변의 국소세굴에 대한 것으로 차원해석을 통하여 세굴심은 $$, $$ 및 $$등에 관계됨을 파악하여 무차원 시간에 따른 무차원 세굴심의 변화(토사수, 교각경과 길이, 영각의 영향), 와도, 저항력에 따른 세굴심의 변화들이 세굴심산정공식을 얻기위해 설험적으로 연구되었으며 최재 세굴심 산정공식이 얻어졌다.

• 물과 미래
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• 제20권1호
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• pp.41-47
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• 1987

교각은 때때로 국소세굴에 의해 손상받는다. 교각주변의 국소세굴 문제는 광법위하게 연구되었지만, 세굴심을 정량적으로 산정하는 것은 어렵다. 본연구는 정적세굴 조건하에서 형태로 배치된 반원 및 장방형 교각주변의 국소세굴에 대한 것으로 차원해석을 통하여 세굴심은 Re, Fr, 및 Ns등에 관계됨을 파악하여 무차원 시간에 따른 무차원 세굴심의 변화(상사수, 교각경과 길이 , 영각의 영향), 와도, 저항력에 따른 세굴심의 변화들이 세굴심산정공식을 얻기위해 실험적으로 연구되었으며 최대 세굴심 산정공식이 얻어졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.163-168
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• 2020

우리나라는 1960년대 산업화 이후 하천 및 해상에 교량을 건설 하는 등 교통 기반시설을 활발하게 확충하였다. 교량 건설로 인하여 안정성 검토에 대한 많은 연구가 진행되고, 안정성 확보 기술이 개발되었다. 그러나 교량 상부를 중점으로 하여 기술이 개발됨에 따라 교량 하부에 대한 안정성 확보 기술 및 검사는 제한적인 실정이다. 특히 교각에서 발생하는 세굴현상은 하상에 침식 및 교량의 붕괴를 초래하기에 이에 대한 대책 수립 및 예방이 필요하다. 본 연구에서는 세굴현상에 따른 교량 피해를 예방하기 위한 기초 연구로서 교각 세굴심 산정 경험식을 개발하였다. 기존의 연구에서 진행된 수리모형실험 자료를 바탕으로 다중 선형 회귀분석을 실시하였으며, 이를 통하여 경험식을 개발하였다. 그 결과, 개발된 경험식은 0.91의 R²을 보이고 있으며, 개발된 식을 검증하기 위하여 개발에 활용되지 않은 모형실험 자료에 적용하였다. 23개 경우에 대하여 진행된 기존 모형실험의 결과와 개발된 식을 활용하여 산정된 교각 세굴심을 비교하였을 때, 약 70%인 16개 경우에서 20% 이하의 오차율 확인하였다. 이를 통하여 본 연구에서 개발된 경험식은 교각 세굴심 산정에 있어 적합한 적용성을 보인다고 판단할 수 있다. 향후 추가적인 연구를 통하여 보다 정확한 교각 세굴심 산정 경험식을 개발 할 수 있을 것이며, 세굴에 의한 교량 피해를 저감할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1997년도 학술발표회 논문집
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• pp.122-127
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• 1997

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2B호
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• pp.169-175
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• 2008

교각 국부세굴에 있어서 세굴발생에 주요한 역할을 하는 마제형 와의 부정류적 특성을 수리실험을 통해 규명하였다. 이를 통해 교각 전면에서 발생하는 유사이송에 관한 물리적 이해를 도모하고자 하였다. 본 연구에서 kaolin 점토를 이용한 흐름의 가시화를 통하여 마제형와의 부정류적 특성을 관찰하였고, 음파 도플러 유속계(ADV)를 이용하여 유속과 난류 특성을 측정하였다. 교각 전면부 상류방향 한 지점에 대해서 세굴 발생 전과 평형세굴심 도달 후의 유속 및 난류 성분을 측정하여 비교 해석하였다. 세굴 발생전 바닥 전단응력이 평형 세굴심 도달 후의 값보다 4배정도 크게 나타났는데, 이는 마제형와의 부정류적 거동이 세굴공을 형성하는 초기 단계에 주요한 역할을 하는 것임을 말해 준다. 그러므로, 본 연구를 통하여 속도 변동 성분의 이정 분포는 마제형 와의 중요한 특성 중의 하나임을 알게 되었고, 이러한 마제형 와의 부정류적 특성은 교각 주위의 흐름 구조와 세굴 현상간의 관계를 이해하는 주요한 인자임을 알 수 있게 되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.269-277
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• 1998

본 연구에서는 수리실험을 실시하여 만곡부의 흐름특성과 만곡부에서의 교각 주위 국부세굴형상, 최대 국부세굴심 등을 분석하였다. 또한, 기존의 세굴보호공법 중 원환에 의한 보호공법을 만곡부에 적용하여 세굴감소효과를 분석하였다. 180' 만곡수로에 대해 이동상 실험결과 본 실험조건에서는 최대 횡방향 하상경사가 150' 단면에서 발생하였으며, 원환에 의한 세굴감소효과는 유로 직선부에서 최대 40%, 만곡부에서는 150' 단면 외측의 경우 최대 44%의 감소효과를 보였다. 폭이 교각폭에 2배인 원환에 대하여 실험한 결과, 유로 직선부에서는 원환을 .02h(여기서 h는 수심)만큼 하상저면에 설치하였을 때 가장 효과적이었으며, 유로 만곡부에서는 0.1h 만큼 하상저면에 설치하였을 때 가장 효과적이었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.67-74
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• 2004

사례 연구를 통해서 실제 세립토 교량현장에 대해 기존 교량세굴 해석모델들의 적용성을 분석하였다. 하상이 실트질 점토로 구성된 강화 초지대교를 대상교량으로 선정하여 현장조사를 실시하였다. 초음파 센서장비를 이용하여 교각주변의 세굴심을 직접 측정하였으며, 불교란시료를 채취하여 지반공학적 특성을 결정하고, 또한 세굴률 실험을 통해 대상 지반의 유속별 세굴률을 분석하였다. 그 결과를 바탕으로 기존에 제안된 대표적인 교량세굴 해석모델들을 이용하여 주요 교각의 세굴심을 예측하여 실측 세굴심과 비교하였다. 지반의 침식특성을 고려하지 않는 기존의 교량세굴 해석모델들은 모두 3.6∼6.5의 비율로 세굴심을 과대평가하는 경향을 보였으며, SRICOS 방법은 실측세굴심에 비해 1.7배의 합리적인 결과를 보여주었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.139-145
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• 2003

본 연구에서는 다양한 크기의 원환에 따른 균등원통교각 주위의 세굴심을 분석하여 세굴심 감소효과 및 원환의 적정 크기를 제시하였다. 이를 위하여 수리모형실험을 실시하였으며, 교각에 원환을 설치한 경우 원환을 하상 위보다 하상 아래에 설치하는 것이 더욱 효과적이었으며, 원환의 크기가 클수록 세굴심 감소 효과가 뚜렷하였다. 교각 직경에 대한 원환 직경의 비(W/D)가 2인 경우 약 67% 세굴심이 감소하였으며, 퇴적고는 약 70%정도 증가하였다. 세굴심 감소 효과, 세굴공 및 퇴적고의 분석 결과를 토대로 W/D=2인 원환을 최적 크기로 제안하였다.