다공성콘크리트 호안블록의 실규모 실험을 통한 수리안정성 평가
Evaluation of Hydraulic Stability Using Real Scale Experimental on Porous Concrete Revetment Block
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최근 수십년간의 산업화로 인해 인간중심의 하천 개발이 이루어진 결과, 하천의 직강화 및 복개화 등 오수 및 하수의 배출구로만 활용되어 집중호우 등의 수해가 반복되어 발생하고 있어 이에 대해 하천 및 제방의 사면을 각종 공법을 통하여 손상을 방지하고 있으나, 관련 기준에서는 비탈높이, 최소비탈경사 등 최소한의 기준만 제시하고 있는 실정이다. 또한 홍수해 방지를 위한 가장 중요한 특성인 소류력에 대한검토는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실규모의 인공실험하천에서 다공성콘크리트 호안블록을 설치하고, 유입유량을 조절하여 각실험조건에 따른 유속 및 수심을 측정하여 소류력을 평가하였다. 다공성콘크리트블록의 압축강도 및 공극률 시험결과 압축강도는 16.6~23.2MPa의 범위로 측정되었고, 실측공극률은 10.1%로 나타나 국내 기준을 만족하는 것으로 판단되며, 소류력 시험결과 한계소류력은 47.202N/m2으로, 하천설계실무요령에서 제시된 급류부의 소류력 범위인 67 N/m2은 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 하지만 블록 및 기반층의 유실이나 손상이 전혀 관찰되지 않았고, 기존 선행연구를 참고하여 볼때 그 이상의 소류력에도 저항력을 가질 수 있을 것을 추정하여 볼 수 있다. 따라서 추후 실험조건 등을 조정하여 실질적인 한계소류력 측정을 위한 실험을 다시 수행할 필요가 있다고 판단된다.
Abstract
The past few decades of industrialization enabled human-centered stream developments, which in turn resulted in constructing straightor covered streams, which are used only for sewage disposal purpose. However, these types of streams have become the cause of flood damages suchas localized heavy rain. In response, various construction methods have been implemented to prevent stream and embankment damages. However,regulations regarding these measures only lay out minimum standards such as the height of slopes and the minimum angle of inclination. Moreover,examination of tractive force, the most crucial factor in preventing flood damage, is nonexistent. Therefore, this study evaluates various tractive forcesby implementing a porous concrete tetrapod at a full scale artificial stream for experiment, controlling the rate of inflow, and measuring the velocityand depth of the stream under different experiment conditions. The test results of the compressive strength, and porosity and density of rock of theporous concrete tetrapod was between 16.6 and 23.2 MPa, and the actual measurement of air void was 10.1%, thus satisfying domestic standard. Theresult of tractive force experiment showed a limiting tractive force of 47.202 N/m2, not satisfying the tractive force scope of 67 N/m2 the stream designworking expertise proposes. However, there was neither damage nor loss of blocks and hardpan. Based on previous researches, it can be expected thatthere will be resistance against a stronger tractive force. Therefore, it is necessary to conduct another experiment on practical limiting tractive forceby adjusting some experimental conditions.
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