하부투수층을 가지는 제방침투 흐름에 대한 침투 실험 및 수치 해석 :Experimental and mumerical analyses of seepage flows in levees with premeable foundations

김지현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김지현 (경성대학교, 경성대학교 대학원)

발행연도: 2013

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이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2013

하부투수층을 가지는 제방 침투흐름에 대해 SEEP2D 모형을 이용한 매개변수 추정

김지현 , 이남주 , 류권규 대한토목학회 학술대회 2013.10 학술대회자료

하부투수층을 가지는 제방침투 흐름에 대한 침투 실험 및 수치 해석

김지현 토목공학과 2013.01 학위논문

2012

하부 투수층을 가지는 제방침투 수리모형실험

김지현 , 이남주 , 류권규 한국수자원학회 학술발표회 2012.01 학술대회자료

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이 연구에서는 제방 공사현장에서 채취한 시료를 사용하여 비탈경사가 1:3이고 투수성 기초지반을 가지는 제방의 정상상태 침투 현상을 수리모형실험과 수치모델링을 통하여 검토하였다. 미공병단에서 제안한 삼각형 배수공의 효과를 확인하기 위하여, 바닥 폭이 0.4 m인 배수공을 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 대한 침윤선을 비교하였다.
제방 재료는 부산광역시 강서구에 위치한 낙동강 제2하구둑 건설현장과 김해시 진례면 담안리에 위치한 화포천 제방 공사현장에서 채취하였다. 하천제방 모형에 대한 물성실험을 통하여 건조단위중량, 다짐도, 투수계수, 통일분류법상의 토질을 결정하였다. 현재 우리나라의 제방설계 조건에 부합되도록 모형제방을 제작하였으며, 모형제방의 저면폭은 2.50 m, 마루폭은 0.40 m, 제체의 높이는 0.35 m, 하부투수층의 높이는 0.30 m이다. 제외지의 수위가 0.45 m, 0.50 m, 0.55 m, 0.60 m인 4가지 조건에 대하여 투수 해석 실험을 수행하였으며, 각각의 경우에 대하여 모형 바닥에서의 정압수두를 측정하였다.
연직 이차원 정상류 침투해석 모형인 SEEP2D 모형을 사용하여 각 실험조건에 대한 침윤선을 수치모의하고 수리모형실험 결과와 비교하였다. 수리모형실험과 수치모델링 결과는 오차가 거의 없었으며, 배수공을 설치하지 않은 경우에는 사면 유출이 발생하는 것으로 나타났다. 배수공 유무에 따른 수치모의 결과, 배수공 설치 전에는 사면 유출이 발생하는 것으로 예측되었으나, 배수공을 설치할 경우 침윤선이 저하되어 제방사면에서 누수가 발생하지 않는 것으로 예측되었다.
결론적으로 미 육군 공병단에서 제안한 삼각형 배수공은 침윤선을 낮추어 사면유출을 제어하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

This study was performed to examine steady infiltration phenomena in riverbank and its permeable foundation by hydraulic model experiment and numerical modeling. The riverbank has a side slope of 1:3 and material for experiment was obtained from two sites of levee construction area. To confirm effect of the triangle-shaped pervious-toe-drain suggested by U.S. Army Corps of Engineers, seepage lines without and with a drain having bottom width of 0.4 m are compared.
The riverbank material was obtained from the construction sites at the Second Nakdong River Estuary Barrage (Gangseo-goo, Busan) and the Hwoapo Stream (Daman-ri, Jinrhye-myeon, Gimhae, Gyeongsangnamdo). By soil material tests of experimental riverbank model, dry unit weight, compactability, hydraulic conductivity, and unified soil classification were determined. The constructed embankment model has sizes with bottom width of 2.50 m, top width of 2.50 m, height of 0.35 m, and permeable foundation height of 0.30 m under satisfying the Korean levee constriction specification. The test cases are four elevations of 0.45, 0.50, 0.55, 0.60 m at the river side and the piezometric heads of each case are measured on the model bottom.
The seepage lines are simulated by SEEP2D of a two-dimensional steady flow model for seepage analysis, and comparison was made between the results of hydraulic experiment and numerical modeling. There occur little errors between the hydraulic model experiment and the SEEP2D simulation and surface of seepage on the side of embankment. It was found that there occurs surface of seepage on the side in the case without pervious-toe-drain and no surface of seepage in the case with drain due to lowering seepage line.
Consequently, it can be found that the triangle-shaped pervious-toe-drain suggested by U.S. Army Corps of Engineers has effect of lowering the height of seepage line and controlling surface of seepage.

#제방침투 #침투 #배수공

그림의 목차 ⅳ
표의 목차 ⅵ
제1장 서론 1
1.1 연구의 배경 및 목적 1
1.2 연구내용 및 범위 3
1.3 연구동향 4
1.3.1 국내외 연구동향 4
1.3.2 차세대홍수방어기술개발 연구단의 연구동향 6
제2장 이론적 배경 9
2.1 제방의 구조 및 재료 9
2.2 제방의 설계 기준 12
2.2.1 제방의 재료 14
2.2.2 제방의 다짐 16
2.2.3 제방고 및 여유고 17
2.2.4 둑마루 폭 18
2.2.5 비탈경사 18
2.2.6 국내?외 제방 관련 설계기준 비교 19
2.3 침투에 의한 제방파괴22
2.3.1 누수방지대책 27
2.3.2 연구에서 적용한 배수공을 이용한 누수방지 대책 29
2.4 배수공의 설치 31
2.4.1 배수공의 설계 32
2.4.2 배수공의 적용 33
제3장 연구 방법 35
3.1 제방모형의 결정 35
3.1.1 모형제방의 형상 35
3.1.2 모형제방의 제작 36
3.2 제체 재료의 특성 시험 38
3.2.1 제방의 축조 재료 38
3.2.2 물성치 실험 40
3.3. 제방의 모형 침투실험 44
3.4. 제방 침투의 수치모의 48
3.4.1 SEEP2D 수치모형 49
3.4.2 해석해 방법 49
3.4.3 지배방정식(수치해석 방법) 51
3.4.4 유한요소법 53
제4장 연구결과 54
4.1. 수리모형실험 54
4.1.1 낙동강 제2하구둑 54
4.1.2 화포천 57
4.2. 수치모델링 61
4.2.1 입력자료 및 모의조건 61
4.2.2 SEEP2D 모형의 민감도 분석 62
4.2.3 낙동강 제2하구둑의 수치모형 보정 63
4.2.4 화포천의 수치모형 보정 71
4.3. 배수공의 효과 검토 75
제5장 결론 및 향후연구 79
5.1 결론 79
5.2 향후 연구 80
참고문헌 81
ABSTRACT 84

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	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

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