통계적 접근을 통한 하천 횡단구조물 하부의 압력 변동성 및 수면 변위 특성 분석

• 영문명: Characteristic Analysis of Pressure Fluctuation and Free Surface Displacement in River-Crossing Structure through Statistical Approach
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 유형주(Yoo Hyungju) 이승오(Lee Seoungoh) 박문형(Park Moonhyung)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 18권6호, 385~393쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.10.30

국문 초록

돌발성 강우 등 기후변화로 인하여 보 하류 구조물의 안정성에 많은 문제가 발생하고 있다. 보 안정성에 영향을 끼치는 다양한 요인 중 도수로 인한 압력변동성도 주요 원인이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 보 상ㆍ하류 수심 비를 이용하여 다양한 흐름조건에서 도수로 인한 압력변동성 및 수면변위를 수리실험을 통하여 분석하였다. 이상치 제거 등 측정 자료의 신뢰성을 높인 후, 선행 연구를 통하여 도수 특성을 검토하였다. 상ㆍ하류 수심 비 및 Froude 수가 증가함에 따라 최대, 최소 압력의 크기가 증가하는 것을 확인하였고, 최대ㆍ최소 압력의 발생 위치는 일정 Froude 수 이상에서 각각 도수길이의 30%, 20% 지점에서 발생하였다. 또한, 상관분석을 통하여 압력 변동성과 수면 변동성이 강한 양의 관계를 갖는 것을 확인하였다. 향후 다양한 도수 발생 조건에서 압력 변동성과 수면변동성의 정량적인 관계를 도출해 낸다면, 보 하류 구조물 설계인자 도출에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

영문 초록

Abnormal climate change poses serious risks to the stability of river-crossing structures; these risks include piping, local bed scour and pressure fluctuation caused by hydraulic jumps. In this study, pressure fluctuation and free surface displacement were investigated by hydraulic experiments under various water depth ratios between the upstream and downstream sections of a weir. After removing outlier data by applying a statistical approach based on the confidence interval concept, the characteristics of a hydraulic jump were calculated from experimental results and compared to the results of previous studies. It was found that the maximum and minimum pressures increased with the water depth ratio and Froude number. In addition, above a certain Froude number, the maximum and minimum pressures occurred at 30% and 20% of the length of the hydraulic jump, respectively. The correlation analysis also indicated a strong positive relationship between the pressure fluctuation and the free surface fluctuation. Further quantification of this relationship under various hydraulic jump conditions would be useful for the design of the apron and bed protection.

목차

Abstract

요지

1. 서론

2. 기본이론

3. 수리실험

4. 실험 결과 및 분석

5. 결론

References

키워드

물받이공 도수 압력 변동성 수면 변위 Apron Hydraulic Jump Pressure Fluctuation Free Surface Displacement