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[국내논문] 수치해석을 이용한 네트형 토석류 방호시스템의 안전성 평가
Safety Evaluation of Net-type Debris Flow Protection System Using Numerical Analysis 원문보기

한국지반신소재학회논문집 = Journal of the Korean Geosynthetics Society, v.17 no.4, 2018년, pp.157 - 168  

이응범 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University) ,  임현택 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University) ,  황대원 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University) ,  임창수 (Rural Development Administration, National Institute of Agricultural Sciences) ,  김용성 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University)

초록
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최근 기후 변화로 인한 태풍 및 국지적 집중호우의 발생 빈도가 증가하고 있다. 이로 인해 농촌지역에서는 산사태 피해가 발생할 가능성이 더욱 커지고 있다. 그러나 현실적으로 공학적인 안정성 평가 연구는 미미한 상태이다. 따라서 농촌지역의 산사태 피해를 경감시키고 재해위험이 있는 산간 지역을 효과적으로 관리하기 위해서는 산사태에 대비한 방재 기술의 발전이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 토석류 방호시스템에 동적 충격 하중이 작용할 때 완충 스프링의 충격에 대한 완화 효과를 분석하기 위해 완충 스프링 자유장별로 수치해석을 수행하고, 하중분담율에 대하여 고찰하였다. 또한, 기존 완충 스프링과 쐐기형 완충 스프링과의 동적 충격하중 크기 변화에 따른 인장강도에 대한 비교분석으로 현장 적용성을 검증하였다. 연구 결과 네트형 토석류 방호시스템은 산사태 발생 시 토석류에 의한 시설물 및 인명 피해의 손실을 방지하는데 효과적인 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, the occurrence of typhoons and heavy rainfall is increasing due to climate change. This causes increase in possibility of landslide damages in rural areas. However, in reality, the precise engineering stability assessment studies are still insufficient. Therefore, in order to reduce the la...

주제어

표/그림 (26)

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 동적 충격하중이 토석류 방호시스템에 작용할 때 완충 스프링의 충격완화 효과를 분석하기 위해 완충 스프링의 자유장에 따른 수치해석을 수행하고 완충 스프링의 하중분담율에 대하여 고찰하였다. 또한 쐐기형 완충 스프링과 기존 완충 스프링에 대하여 토석류에 의한 동적 충격하중의 크기에 따른 인장강도 특성을 비교・분석하였다.
  • 기존의 완충 스프링 세트에 대한 인장시험에서 파괴 시 와셔부분의 볼트가 먼저 이격 발생 후 루크 부분이 밀려나는 문제를 개선하기 위해서는 와셔의 볼트를 대체 할 수 있는 방안이 요구된다. 본 연구에서는 쐐기를 활용하여 인장강도를 증진할 수 있는 방안을 고찰하였다

가설 설정

  • 완충 스프링은 구성 모델의 가로 방향의 와이어로프 중간에 설치하였다. 토석류 방호시스템의 수치해석 시 완충 스프링 세트는 토석류에 의한 동적 충격하중을 감소시킨 후 와이어로프에 의해 토석류 하중을 받는 것으로 가정하였으며, 이때 완충 스프링과 와이어로프를 고정시키는 슬리브는 파괴되지 않는 것으로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
네트형 토석류 방호시스템 공법의 장점은? 산사태 방재대책으로 사방댐은 콘크리트 타입으로 계곡에 설치되어 상류로부터 상당량의 유송잡물이 계곡의 소하천에 쌓여 제 역할을 못하게 되는 경우가 많은데 비해 네트형 토석류 방호시스템 공법은 지형 여건에 따라 설치가 가능하고 유지보수가 용이한 장점이 있으며 퇴적된 토석류 또한 어렵지 않게 제거할 수 있고 추가 설치의 용이성과 공사 기간이 짧은 장점이 있어 최근 많이 활용되고 있다(Cho et al., 2016; Kim et al.
링네트 공법은 무엇인가? 강연선을 재료로 하는 링네트의 탄소성 변형을 이용하여 토석류의 충격하중을 흡수하는 링네트 공법의 현장실험에서 링네트는 250kJ∼3000kJ 이상의 높은 에너지를 흡수할 수 있지만 토석류의 유동흐름으로 링네트에 작용하는 충격력은 하부구간이 상부구간에 비해 최대 38% 증가함에도 불구하고 링네트공법에서 충격저항력은 전 구간이동일한 것으로 설계되고 있다(Wendeler et al., 2007).
토석류에 의한 동적 충격하중의 크기가 0.035MPa 이상일때 완충 스프링의 자유장에 따른 수치해석결과는? (2) 토석류에 의한 동적 충격하중의 크기가 0.035MPa이하에서는 기존의 완충 스프링 세트로 구성한 토석류 방호시스템으로도 안전하지만 토석류에 의한 동적 충격하중이 0.035MPa이상에서는 불안전한 것으로 나타나 유익성이 떨어지는 것으로 사료된다.
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참고문헌 (7)

  1. Cho, S., Yoo, B., Kim, J. and Lee, K. 2016. Performance assessment for debris mitigation structure by using scale model tests, Journal of Korean Society Hazard Mitigation, Vol.16, No.5, pp.247-260. 

  2. Kim, K., Kim, D., Seo, J., Lee, C., Woo, C., Kang, M., Jeong, S. and Lee, D. 2018. Evaluation stability and functionality of hybrid erosion control dam for reducing debris flow damage in forested catchment nearby urban area, Journal of Korean Society of Forest Science, Vol.107, No.1, pp.59-70. 

  3. Kim, J., Lee, Y. and Park, K. 2010. A study on model experiment for evaluation of debris flow's impact force characteristics, Journal of Korean Geotechnical Engineering, Vol.26, No.11, pp.5-15. 

  4. Lee, E. B., 2018. Performance Evaluation of Wedge-type Buffer Spring in Net-type Debris Flow Protection System Using Numerical Analysis, Master thesis, Kangwon National University (in Korean). 

  5. Ro, K., Jeon, B. and Jeon, K. 2015. Induction wall influence review by debris flow's impact force, Journal of Korean Society Hazard Mitigation, Vol. 15, No.2, pp.159-164. 

  6. Wendeler, C., Volkwein, A., Roth, A., Denk, M. and Wartmann, S. 2007. Field measurements and numerical modelling of flexible debris flow barriers, Debris-Flow Hazards Mitig. Mech. Predict. Assess. Millpress, Rotterdam, pp.681-687. 

  7. Yamamoto, A., Yamamoto, S., Toriihara, M. and Hirama, K. 1998. Impact load on Sabo dam due to debris flow, 砂防學會誌, Vol.51, No.2, pp.22-30 (in Japanese). 

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