초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 물리기반 모형을 사용하여 토석류의 발달경로, 거리, 토사유동 및 규모를 예측할 수 있는 ‘산사면 및 도심 급경사면에서의 선제적 재해 예방을 위한 토석류 유동해석 수치모형 개발’을 연구목표로 함
○ 토석류 유동의 물리적 현상을 수학적 모형에 정립하고 개별 현장 입력자료를 이용하여 토사량 및 피해범위를 산정할 수 있는 임의의 사면에 적용이 가능한 범용 모형을 개발하여, 토사량, 시간에 따른 유동유속 및 발달경로, 유동심 및 확산 범위, 충격량 등을 표출함.

연구결과
○ 다양한 바닥저

연구의 목적 및 내용
○ 물리기반 모형을 사용하여 토석류의 발달경로, 거리, 토사유동 및 규모를 예측할 수 있는 ‘산사면 및 도심 급경사면에서의 선제적 재해 예방을 위한 토석류 유동해석 수치모형 개발’을 연구목표로 함
○ 토석류 유동의 물리적 현상을 수학적 모형에 정립하고 개별 현장 입력자료를 이용하여 토사량 및 피해범위를 산정할 수 있는 임의의 사면에 적용이 가능한 범용 모형을 개발하여, 토사량, 시간에 따른 유동유속 및 발달경로, 유동심 및 확산 범위, 충격량 등을 표출함.

연구결과
○ 다양한 바닥저항응력(No stress, turbulent stress, simplified Bingham stress, Coulomb stress, Turbulent&Coulomb stress, Turbulent&yield stress, and quadratic stress)을 포함한 토석류 유동 해석 수치모형을 개발하고, 해석해와 비교하였으며, 실제 발생 사건에 적용하여 비교검증하였음.
○ 2011년 토사재해 발생 현장에 적용하여 바닥저항응력에 따른 이동 경로와 흐름특성을 비교하였음. 바닥저항응력의 적용에 따라 흐름의 분리(bifurcation) 및 유속/두께 등의 흐름특성이 크게 바뀌었음. 바닥저항력을 무시한 경우(no stress) 사태물질의 이동경로가 올바르지 않았으며, 난류응력(turbulent stress)을 적용한 경우 다른 결과에 비해 유속이 지나치게 느리게 산정되었음.
○ Simplified Bingham 응력은 질량 붕괴 직후 흐름이 감속하였으며, Coulomb 저항응력의 경우 건축물을 강타한 이후 흐름이 양분되는 현상을 보여 현장 결과와 상이하였음. 반면, quadratic 모형을 적용한 경우 이동경로나 아파트를 강타하여 솟아 오른 높이 등의 흐름특성이 가정 합리적으로 도출되었음.

연구결과의 활용계획
○ 재해가 발생하였을 경우 피해 범위를 예측하여 토사재해로 인한 시설물 관리와 재해에 대한 계획수립을 위한 구조적 및 비구조적 대책 수립 시 필요한 기반 데이터를 제공
○ 유동 시뮬레이션을 통한 토석류 방재시설의 효율적인 설치 위치 및 설치 규모 제안 가능

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose & contents
○ The final goal of this research is to develop a numerical model for debris flow analysis to achieve proactive disaster prevention on landslide and steep slope in downtown.
○ The physical phenomena of the debris flow will be accurately reflected on the mathematical model, a

Purpose & contents
○ The final goal of this research is to develop a numerical model for debris flow analysis to achieve proactive disaster prevention on landslide and steep slope in downtown.
○ The physical phenomena of the debris flow will be accurately reflected on the mathematical model, and a debris analysis model for general purpose will be developed to simulate the transport of mixed mass and to compute the extent of damage by use of field input data.

Result
○ A numerical model was developed with emphasis on adopting the flow resistance relations with 7 bottom shear stress options. No stress, turbulent stress, simplified Bingham stress, Coulomb stress, Turbulent&Coulomb stress, Turbulent&yield stress, and quadratic stress were applied to compare the results with analytical solutions and field observation.
○ Field runout event occurred in 2011 was replicated, and runout paths and flow patterns according to the assignment of respective resistance stress were analyzed. The paths with bifurcation as well as the flow characteristics of debris runout were significantly influenced by the flow resistance stresses. When the bottom friction was not activated (no stress case), the debris mass moved to the inappropriate direction. The runout by the turbulent stress was not appropriate because the flow velocity was relatively too low compared with others.
○ The debris movement by the simplified Bingham stress decelerated soon after the initial collapse. The result by the Coulomb resistance was comparable to that of quadratic one, but considerable amount of debris bifurcated after hit of a structure, and this was inconsistent with the observed trajectories. In contrast, reproductions of debris movement by the quadratic stress gave best results because it provided accurate runout path and flow behaviors. Also, comparing with field observations in terms of the soared height of debris flow on the apartment, the result calculated with the quadratic stress showed relatively good agreement

Expected Contribution
○ Provision of the necessary data to establish a structured countermeasure for facility management and disaster protection
○ Suggestion of appropriate installation location and proper size of disaster mitigation facilities via flow simulation

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 34
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 34
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 35
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 38
• 8. 참고문헌 ... 38
• 9. 연구성과 ... 39
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 39
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 39
• 12. 기타사항 ... 39
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 40
• 끝페이지 ... 49