토사 유동층의 특성에 따른 토석류 충격력의 수치모의

• 영문명: Numerical Simulation of the Impact Force of Debris Flow According to the Characteristics of the Liquefied Layer of Sediment
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 김성덕(Kim, Sungduk) 이호진(Lee, Hojin)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 19권2호, 113~119쪽, 전체 7쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.04.30

국문 초록

본 연구의 목적은 토사 유동층의 특성에 따른 토석류의 충격력을 수치모의를 이용하여 분석한 것이다. 수치모의는 유한차분법을 적용하였고, 지배방정식으로는 연속방정식과 운동량 방정식을 적용하였다. 조립토사와 세립토사를 포함하여 지형경사도의 변화, 공급유량의 변화 및 토사량의 변화에 대한 하류에서의 토석류에 의한 충격력을 분석하였다. 토석류 발생 위험도보다 높은 경사도일수록 토석류의 유속을 가속시켰으며, 물입자와 토사의 운동성이 증대됐고, Fluctuation이 발생하였다. 공급유량의 증가는 Fluctuation의 진폭을 상당히 크게 만들었으며, 충격력의 Peak값도 다수 발견되었다. 토사량의 포설길이가 긴 경우는 초기 구간에서 토석류의 충격력이 높게 나타났고, 반면에 포설길이가 짧은 경우에는 Fluctuation이 더 빨리 나타났고, 이구간에서 포설길이가 긴 경우보다 그 크기가 더 크게 나타났다. 본 연구의 결과는 산지에서의 사방댐과 같은 토사재해 저감 구조물이 받는 토사의 충격력을 측정함으로써 재해저감 구조물의 안정성을 평가할 수 있고, 산지에서 방재대책을 세우는 데에도 중요한 정보를 제공할 것이다.

영문 초록

The purpose of this study is to analyze the impact force of debris flow by conducting numerical simulations according to the characteristics of the liquefied layer. Numerical simulations were performed based on the Finite Difference Method, and continuity equations and momentum equations were applied as the governing equations. The impacts of debris flow in the downstream direction were analyzed according to the variance of the slope angle, water supply, and the paved length of sediment including fine and coarse fractures. The higher the slope, the greater the acceleration of the velocity of debris flow as well as the mobility of water particles and soil, which results in fluctuation. The increase in water supply caused the amplitude of fluctuation to become considerably high, and the peak value of the impact force was obtained. When the paved length of sediment was longer, the impact of debris flow was found to be high in the initial section, and when the paved length of sediment was shorter, the fluctuation was faster. The results of this study can be used to evaluate the stability of disaster mitigation structures by measuring the impact force of debris flow such as check dams in mountainous regions and can provide valuable information for establishing disaster prevention measures in mountain regions.

목차

1. 서 론

2. 기본이론

3. 수치모의 결과 및 분석

4. 결 론

키워드

토석류 유동층 충격력 사방댐Debris Flow Liquefied Layer Impact Force Check Dam