흐름의 입사각이 점성토 지반의 수리저항성능에 미치는 영향
Effect of Incidence Angle of Current on the Hydraulic Resistance Capacity of Clayey Soil
1
조회
0
다운로드
3
인용
0
참고문헌
키워드
초록
지금까지 하천 및 해류에서의 지반의 수리저항 특성에 대한 연구는 흐름의 방향을 고려하지 않고 주 흐름방향에 대해서만 고려해 왔다. 최근 왕복류 흐름에 의한 지반의 수리저항특성에 대한 연구결과에 의하면 세립질 및 조립질 시료 모두에서 일방향 흐름보다 왕복류를 고려한 양방향 흐름에서 세굴률이 크게 발생 하는 것으로 나타났다. 그러나 해안구조물이 설치되는 해안 또는 협곡에서 흐름의 방향은 반드시 180o를 이루지 않으므로 흐름의 입사각이 지반의 수리저항성능에 미치는 영향에 대한 검토가 반드시 필요하다. 이에 흐름방향을 고려할 수 있도록 개선된 수리저항성능 실험기를 이용하여 인공적으로 조성된 점성 세립질 및 점성 조립질 시료에 대하여 0o, 90o, 135o,180o의 입사각을 갖는 흐름에 대한 일방향 및 양방향 수리저항성능을 평가하였다. 실험결과 세립질 및 조립질 시료 모두에서 입사각이 커짐에 따라 수리저항성능은 감소하고 세굴률이 증가하는 것으로 나타났다. 압밀압력이 낮은 경우에는 세립토의 수리저항성능이 급격히 떨어지나 압밀압력이 큰 경우에는 조립토의 수리저항성능이 세립토에 비해 약간 더 빠르게 감소하는 것으로 나타났다. 최종적으로는 양방향 흐름일 경우 가장 큰 세굴률이 발생하므로 다양한 흐름방향에 노출되는 구조물의 경우는 양방향 흐름에 대해 수리저항성능을 평가gk는 것이 타당한 것으로 판단된다.
Abstract
Until now, study on the hydraulic resistance characteristics of the ground at the river and the ocean current has been focused on the behavior under uni-directional flow without the direction change of flow. However, recent research result shows that scour rate which were measured under the bi-directional flow was much higher than those measured under uni-directional flow for both fine grained and coarse soil. Since the direction of inflow and return flow at the shore, where the structure will be constructed, is not always 180o, effect of the incidence angle on the hydraulic resistance capacity of the ground should be examined. Using the improved EFA which can consider the direction change of flow, hydraulic resistance capacities of the artificially composed clayey fine grained soil and clayey sandy soil under 0o, 90o, 135o, 180o flow angle of incidence were assessed. Test result shows that hydraulic resistance capacity decreases and scour rate increase with the increase of the incidence angle between inflow and return flow. For the low consolidation pressure condition, hydraulic resistance capacity of the fine grained soil decreases rapidly. While the hydraulic resistance capacity of the coarse grained soil decreases more rapidly than fine grained soil under high consolidation pressure. Eventually since the larger the incidence angle between inflow and return flow, the larger the scour rate. Hydraulic resistance capacity under bi-directional flow(0o↔180o) should be examined for the design purpose.
참고문헌 (18)
- 강경오, "왕복류 흐름을 고려한 점착성토사의 수리저항성능 실험", 석사, pp.2012
- 강경오, "왕복류를 고려한 지반의 수리저 항특성과 지반공학적 특성의 상관관계", 한국지반공학회 봄학술발표회 논문집, pp.221~227 (2011)
- 곽기석, "세립토의 침식능에 대한 토질정수의 영향", 한국지반공학회논문집, 20(8), pp.78~89 (2004), 한국지반공학회
- 곽기석, "서해안 세립토의 국지적 침식특성 평가", 대한토목학회 논문집C, 26(5C), pp.323~331 (2006), 대한토목학회
- 김규한, "조류가 탁월한 해역에서의 해상 교량세굴", 관동 대학교 산업기술논문집, 1(15) (1999)
- 김남형, "해양구조물과 기초" (1998), 원기술
- 김영상, "왕복류 흐름을 고려한 지반의 수리저항성능 실험", 한국해안·해양공학회논문집, 23(1), pp.118~125 (2011), 한국해안,해양공학회
- 정현철, "연약한 해저지반의 세굴에 대한 지반공학적 특성", 석사, pp.2007
- 한국지반공학회, "지반공학시리즈 6권, In 연약지반" (2005), 구미서관
- 황규남, "환형수조를 이용한 미세-점착성 퇴적물의 침식특성 조사", 한국수자원학회, 20(2-B), pp.1075~1080 (2002)
- Breusers, H.N.C., "Local scour around offshore cylindrical pier", Journal of Hydraulic Research, 15(3), pp.211~215 (1997)
- Briaud, J. L., "SRICOS: Prediction of scour rate in cohesive soils at bridge piers", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 125(4), pp.237~246 (1999), ASCE
- Chapuis, R.P., "Quantitative measurement of the scour resistance of natural solid clays", Canadian Geotechnical Journal, 23, pp.132~141 (1986)
- Nakagawa, H., "Local scour around bridge pier in tidal current", Coastal Engineering in Japan, 1(19), pp.89~100 (1976)
- Richardson, E.V., "Evaluating Scour at Bridge, Hydraulics Engineering Circular No. 18, Fourth Edition" (2001), Federal Highways Administration
- Rudolph, D., "Scour around offshore structures analysis of field measurement", Proceedings of Second International Conference of SCOUR and EROSION, 1 (2004)
- Sumer, B.M., "The Mechanics of Scour in the Marine Environment, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 17" (2002), World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd
- Zevenbergen, L.W., "Tidal Hydrology, Hydraulics and Scour at Bridges 1st edition, FHWA BHI" (2005), Federal Highway Administration