수치해석을 이용한 널말뚝으로 보강된 수중보의 침투유량 분석 (Numerical Analysis on Seepage Discharge of Weir Reinforced with Sheet Piles)

서지정보

· 발행기관 : 한국지반공학회
· 수록지 정보 : 한국지반공학회논문집 / 40권 / 4호 / 105 ~ 112페이지
· 저자명 : 김민태

초록

지구온난화로 인한 기후변화로 예측 불가능한 집중호우가 증가하여 국내 하천의 홍수 피해는 심각해지고 있으며 이에 따라 수중보의 제체 및 기초지반을 통한 침투량 증가는 파이핑 현상을 유발하여 수중보의 안정성을 위협한다. 따라서 수중보의 관리와 설계에 있어 증가하는 침투유량에 관한 많은 연구가 필요하다. 본 연구에서는 수중보에 대하여 투수층의 깊이와 널말뚝 길이 및 위치를 달리하여 수치해석과 단면분할법 및 Polubarinova-Kochina가 제안한 방법을 사용하여 침투유량을 산정하고 비교 분석하였다. 그 결과 침투유량은 S/T가 증가함에 따라 감소하였고, X/b가 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며 널말뚝 위치에 대한 차이보다는 널말뚝 길이의 변화가 침투유량에 더 많은 영향을 끼치는 것으로 판단되었다. 따라서, 수중보 설계 시 지층깊이를 고려한 긴 널말뚝을 적용하고 제체의 상류부에 설치할수록 침투유량이 감소해 파이핑에 대해 안전한 설계가 가능할 것으로 판단된다.

영어초록

Increased extreme weather conditions have led to a rise in flood damage to domestic rivers in Korea. This in turn has caused increased discharge through the structures and foundations of submerged weirs, leading to piping phenomena that can destroy these weirs. Therefore, extensive research into increased infiltration rates is necessary for the management and design of submerged weirs. In this study, seepage discharges were calculated and comparatively analyzed for weirs by varying the depth of the stratum and the length and location of sheet piles using numerical analysis, the fragment method, and the Polubarino-Kochina method. The results showed that the seepage discharge decreased as S/T increased and tended to increase as X/b increased. Changes in the length of the sheet pile had a greater impact on the infiltration rate than changes in the position of the sheet pile. Therefore, it is considered that installing longer sheet piles upstream can decrease the seepage discharge, enabling a safer design against piping in the weir design.

참고자료

· 없음