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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 임상준
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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토석류는 흙과 자갈, 바위 등이 물과 혼합되어 빠른 속도로 흘러내리는 산지토사재해의 한 종류이다. 토석류는 주로 강수에 의해 유발되는데, 기후변화에 따라 강우강도가 증가함에 따라서 토석류의 발생 빈도도 또한 증가하고 있다. 따라서 토석류로 인한 피해 저감을 위해서는 토석류의 흐름 특성을 고려한 토석류 피해 추정과 피해 저감 시설의 설계가 중요하다. 토석류 흐름 속도는 토석류의 충격력과 퇴적 형태에 영향을 주는 흐름 특성으로, 이 연구에서는 토석류 수로 실험을 통해 수로의 경사 조건과 시료의 점성에 따른 토석류의 흐름 특성을 실험적으로 분석하고, 토석류 흐름 속도 추정식에 적용되는 흐름 저항 계수를 산정하여, 흐름 속도 추정식을 이용하여 토석류 흐름 특성을 분석하였다.
토석류 수로 실험 결과, 수로 경사가 증가할수록 흐름 속도는 증가하고 토석류 흐름의 깊이는 감소하는 경향을 보였다. 고점도의 점성 토석류가 저점도의 점성 토석류에 비해 느린 흐름 속도를 보였고, 흐름의 깊이는 두 시료 조건 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다.
흐름 속도 추정식을 통한 흐름 저항 계수 추정 결과, 겉보기 점성(μ), 구성 입자의 종류 및 토사 부피 농도에 관한 통합 상수 (ξ)는 시료 조건에 따라 유의한 차이가 없었으며, 평균값은 각각 0.5054 Pa s, 2140.13 m-1/2 s-1이었다. Manning 계수 (n), Chezy 상수 (C1), Koch (1998) 경험상수 (C2)는 실험에 사용된 토석류 시료에 따라 유의한 차이를 보였고, 각각의 평균은 고점도의 경우 0.0282 m-1/3 s, 18.4401 m1/2 s-1, 5.1244 m0.78 s-1의 값을 보였고, 저점도의 경우, n 0.0245 m-1/3 s, C1 20.7486 m1/2 s-1, C2는 5.9335 m0.78 s-1로 나타났다.
선행연구에서 제시된 실제 토석류 사례 및 수로 실험 결과들을 종합하여 흐름 저항 계수를 비교한 결과, 흐름 저항 계수는 흐름의 깊이에 유의한 관계를 보였고, 각각 μ 는 h1.5729, ξ 는 h-1.018, n은 h0.1847, C1은 h-0.018, C2는 h0.1986에 비례하는 것으로 나타났다. 흐름 저항 계수 중에서 C1은 흐름 깊이의 변화에 대한 민감도가 가장 낮은 것으로 나타나, 토석류 실험 뿐만 아니라 실제 토석류 사례에 대해서도 범용적으로 적용될 수 있을 것으로 보았다.
토석류 수로 실험 결과, 수로 경사가 증가할수록 흐름 속도는 증가하고 토석류 흐름의 깊이는 감소하는 경향을 보였다. 고점도의 점성 토석류가 저점도의 점성 토석류에 비해 느린 흐름 속도를 보였고, 흐름의 깊이는 두 시료 조건 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다.
흐름 속도 추정식을 통한 흐름 저항 계수 추정 결과, 겉보기 점성(μ), 구성 입자의 종류 및 토사 부피 농도에 관한 통합 상수 (ξ)는 시료 조건에 따라 유의한 차이가 없었으며, 평균값은 각각 0.5054 Pa s, 2140.13 m-1/2 s-1이었다. Manning 계수 (n), Chezy 상수 (C1), Koch (1998) 경험상수 (C2)는 실험에 사용된 토석류 시료에 따라 유의한 차이를 보였고, 각각의 평균은 고점도의 경우 0.0282 m-1/3 s, 18.4401 m1/2 s-1, 5.1244 m0.78 s-1의 값을 보였고, 저점도의 경우, n 0.0245 m-1/3 s, C1 20.7486 m1/2 s-1, C2는 5.9335 m0.78 s-1로 나타났다.
선행연구에서 제시된 실제 토석류 사례 및 수로 실험 결과들을 종합하여 흐름 저항 계수를 비교한 결과, 흐름 저항 계수는 흐름의 깊이에 유의한 관계를 보였고, 각각 μ 는 h1.5729, ξ 는 h-1.018, n은 h0.1847, C1은 h-0.018, C2는 h0.1986에 비례하는 것으로 나타났다. 흐름 저항 계수 중에서 C1은 흐름 깊이의 변화에 대한 민감도가 가장 낮은 것으로 나타나, 토석류 실험 뿐만 아니라 실제 토석류 사례에 대해서도 범용적으로 적용될 수 있을 것으로 보았다.
목차
제 1 장 서론 1제 1 절 연구의 배경 1제 2 절 연구의 목적 3제 2 장 연구사 4제 1 절 토석류의 정의 및 분류 4제 2 절 토석류 흐름 속도에 대한 연구 8제 3 절 수로 실험을 통한 토석류의 흐름 특성 연구 111. 토석류 수로 실험의 상사성 112. 토석류 수로 실험 장치 133. 토석류 실험을 위한 시료 물질 구성 17제 3 장 재료 및 방법 19제 1 절 토석류 실험 장치 설계 19제 2 절 토석류 실험을 위한 시료 조건 설정 21제 3 절 실험 방법 및 자료 분석 28제 4 장 결과 29제 1 절 토석류 흐름 특성 분석 29제 2 절 흐름 저항 계수 추정 33제 5 장 고찰 39제 1 절 수로 경사 및 토석류 시료 종류에 따른 흐름 특성의 변화 391. 경사에 따른 흐름 특성 392. 토석류 시료 종류에 따른 흐름 특성 403. 토석류 수로 실험의 상사성 41제 2 절 흐름 저항 계수의 민감도와 흐름 속도 추정에 대한 적합성 421. 흐름 저항 계수의 민감도 422. 흐름 저항 계수의 적용성 44제 6 장 결론 50참고 문헌 52Abstract 57
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