초록 ▼

제1장 소류력과 바닥전단응력
제1절 하천흐름과 바닥전단응력
충적하천의 하상과 제방은 흐름에 의해 쉽게 침식되는 사립자들로 구성되어 있다. 흐름이 약하면 이러한 하상재료는 움직이지 않고 그대로 있을 것이다. 그러나 흐름이 어느 이상이 되면 하상이나 제방을 구성하는 재료 중 작은 사립자들부터 흐름에 쓸려서 움직이기 시작할 것이다. 흐름이 더욱 강해지면 커다란 입자들도 움직이게 되고 더욱 커지면 결국 모든 입자들이 움직일 것이다. 이렇게 흐름에 의해 하상과 제방을 구성하는 사립자들이 움직이기 시작하는 상태를 한계운동(incip

제1장 소류력과 바닥전단응력
제1절 하천흐름과 바닥전단응력
충적하천의 하상과 제방은 흐름에 의해 쉽게 침식되는 사립자들로 구성되어 있다. 흐름이 약하면 이러한 하상재료는 움직이지 않고 그대로 있을 것이다. 그러나 흐름이 어느 이상이 되면 하상이나 제방을 구성하는 재료 중 작은 사립자들부터 흐름에 쓸려서 움직이기 시작할 것이다. 흐름이 더욱 강해지면 커다란 입자들도 움직이게 되고 더욱 커지면 결국 모든 입자들이 움직일 것이다. 이렇게 흐름에 의해 하상과 제방을 구성하는 사립자들이 움직이기 시작하는 상태를 한계운동(incipient motion)이라 하며, 이때의 흐름조건을 한계조건(critical condition)이라 한다. 한계조건은 이동상 수리학의 시작으로, 이때부터 흐름은 물과 유사의 혼합이라는 이상류(two phase flow)가 되어 순수한 물의 흐름보다 더 복잡하게 된다. 한계조건은 이러한 추상적인 의미에 앞서 바닥이 침식되지 않는 하도나 수로의 설계 등에 기본적인 자료가 된다. 즉, 안정 하도나 수로 설계에서 흐름이 한계조건을 넘지 않도록 하는 것이 하나의 엄격한 설계기준이 된다. 한계조건은 모래와 같은 비점착성 유사나 점토와 같은 점착성 유사의 경우가 매우 다르다. 비점착성 유사의 경우 개별입자가 흐름에 의해 움직이기 시작하나, 점착성 유사의 경우 개별입자의 움직임이 아니라 입자간의 점착력으로 하상이나 제방에서 덩어리로 떨어져 나간다. 여기서는 비점착성 유사의 한계조건에 한하여 설명한다.

크기가 균일한 모래를 바닥에 깐 실험실 수로에서의 흐름도 비점착성 유사의 경우에 해당한다.
이러한 균일 하상재료의 경우 개별사립자의 물리적 특성이 같으므로 흐름이 한계조건이 되면 모든 입자들이 동시에 움직이기 시작할 것으로 기대할 수 있으나, 실제로는 그렇지 않다. 흐름이 어느정도 커지면 하상에서 무작위로 여기저기서 시시각각 사립자들이 움직이기 시작한다. 이는 흐름에 의한 사립자들의 운동이 단순히 흐름과 하상의 마찰에 의한 것이 아니라 난류에 의한 순간적인 양력이 하상에서 사립자를 잡아 올려 흐르는 물에 연행시키기 때문이다. 따라서 어느 순간을 기준으로 한계조건을 할 것인가 자체가 불확실해진다. 나아가 과연 한계조건이 존재하는가 하는 기본적인 의문이 생긴다. Kramer(1935)는 한계운동 전후에서 사립자들의 운동강도를 ‘약한 운동’, ‘중간 운동’, ‘강한 운동’ 등 세 가지로 구분하였다. 약한 운동은 한계운동의 시작으로 여기저기서 사립자들이 움직이기 시작하는 단계로, 단위 cm2 당 움직이는 사립자들을 셀 수 있을 정도이다. 다음, 중간 운동은 이보다 강한 흐름에서 발생하는 운동으로 하상전체에 걸쳐 하상재료의 중간 정도 크기가 움직이기 시작하는 단계로, 눈으로 셀 수는 없으나 그렇다고 하상 형태가 변한다든지 상당한 유사량이 이송되는 단계는 아니다. 마지막으로, 강한 운동은 하상전체에서 모든 사립자들이 이송을 시작하는 단계로 하상형태가 변하기 시작하고 상당한 유사량이 이송되는 단계이다.

(출처 : 본문 제1장 소류력과 바닥전단응력 17p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 기술 보고서 목록 ... 3
• 연구 참여진 ... 5
• 목차 ... 7
• 표목차 ... 11
• 그림목차 ... 13
• 제1장 소류력과 바닥전단응력 ... 17
• 제1절 하천흐름과 바닥전단응력 ... 17
• 제2절 소류력과 바닥전단응력 ... 19
• 제3절 바닥전단응력 측정방법 ... 20
• 3.1 직접측정방법 ... 20
• 3.2 간접측정방법 ... 22
• 제2장 호안공법과 전단응력 ... 30
• 제1절 호안의 정의 ... 30
• 1.1 관련 법과 규정 ... 30
• 1.2 호안의 종류 ... 31
• 1.3 호안의 파괴 ... 32
• 제2절 호안 안정성 관련 연구 ... 34
• 2.1 실규모 실험 연구 ... 34
• 2.2 고속수로 실험 연구 ... 35
• 제3절 국외 호안 안정성 평가 방법 ... 36
• 3.1 미국 ... 36
• 3.2 일본 ... 39
• 제3장 소류력 평가를 위한 고속흐름 분석 요소기술 ... 41
• 제1절 고속수로 ... 41
• 제2절 소류력 측정장치 ... 42
• 2.1 1차원 소류력 측정장치 ... 43
• 2.2 2차원 소류력 측정장치 ... 44
• 2.3 로드셀을 이용한 소류력 측정장치 ... 45
• 제3절 고유속 측정장치 (PIV) ... 47
• 3.1 휴대용 초고속 PIV 구성 ... 47
• 3.2 PIV particle test ... 48
• 3.3 측정데이터 처리 ... 50
• 제4절 데이터 처리를 위한 소프트웨어 ... 50
• 4.1 고속 흐름에 특화된 입자영상추적 및 이와 연관된 수리계측장비 측정결과들을 동시 비교 해석 프로그램 ... 50
• 제4장 무경사 고속수로를 활용한 호안블록 안정성 평가 방법 ... 52
• 제1절 시험장치 ... 52
• 1.1 무경사 고속수로 ... 52
• 1.2 소류력 및 수리특성 측정장치 ... 53
• 제2절 측정요소 및 측정방법 ... 56
• 2.1 유량 ... 56
• 2.2 수위 ... 56
• 2.3 유속 ... 56
• 2.4 소류력 ... 56
• 제3절 시험순서 ... 57
• 제4절 결과분석 ... 57
• 제5장 호안블록의 수리적 안정성 평가 적용 ... 58
• 제1절 호안블록의 규모에 따른 한계소류력 및 항력에 대한 복합적 평가 ... 58
• 제6장 현장용 소류력 측정장치 ... 63
• 제1절 현장용 소류력 측정장치 설계 ... 63
• 제2절 현장용 소류력 측정장치 개발 ... 64
• 제3절 현장용 소류력 측정장치 현장설치를 위한 콘크리트 하우징 ... 65
• 제7장 현장용 소류력 측정장치 실내외 측정 및 DATA 비교분석 ... 66
• 제1절 실내 보정 실험 ... 66
• 제2절 실규모 수로 실험 ... 67
• 제3절 이론식과 측정 DATA 비교 분석 ... 69
• 제8장 현장용 소류력 측정장치 현장 적용 ... 70
• 제1절 현장 소류력 측정장치 설치 ... 70
• 제2절 현장 측정 ... 72
• 2.1 유속 및 유량 측정 ... 73
• 2.2 소류력 측정 ... 74
• 제3절 현장 적용 결과 분석 ... 75
• 부록 A 소류력 측정장치 ... 77
• 참고문헌 ... 86
• 끝페이지 ... 88