경사와 유량변화에 따른 토석류 거동 수치모의를 통한 충격력 분석
저자
발행사항
청주 : 충북대학교, 2023
학위논문사항
학위논문(석사)-- 충북대학교 : 토목공학과 수공학전공 2023. 2
발행연도
2023
작성언어
한국어
주제어
KDC
537.122 판사항(5)
발행국(도시)
충청북도
기타서명
Analysis of Impact Force through Numerical Simulation of Debris Behavior Depending on Slope and Flow Rate Change
형태사항
vii, 48 p. : 삽화, 표 ; 26 cm
일반주기명
충북대학교 논문은 저작권에 의해 보호됩니다
지도교수: 이호진
참고문헌 : p.40-46
UCI식별코드
I804:43009-000000058179
소장기관
지구 온난화는 전 세계적으로 기후 변화를 일으키고 있다. 폭우·폭염·폭설 등 자연재해 발생 빈도가 높아지고 있다. 집중호우가 증가하면서 국내에서도 토석류 발생과 피해가 증가하고 있다. 이에 따라 토석류 피해 예측과 대책 마련이 필요하다. 본 연구에서는 토석류 발생 시 사방댐에서 경사와 유속의 변화에 따른 충격력을 유한차분법을 통해 수치적으로 시뮬레이션하였으며, 질량과 운동량의 보존법칙을 만족시키는 지배방정식을 이용하였다. 또한, 비교를 위해 비슷한 지형인 오스트리아의 충격력을 계산하고 분석하였다. 그 결과 수치해석에서는 경사가 가파르고 공급유량이 클수록 충격력의 첨두값이 크고 진폭의 지속시간이 길어지는 것으로 나타났다. 충격력은 토석류가 하류에 도달할 때만 발생하지 않으며, 그 후 충격력 첨두가 여러 번 발생하여 진폭이 증가한다. 또한, 유속의 증감이 경사면의 높이보다 충격력에 더 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 강우예측과 경사면의 높이를 통해 시간변화에 따른 충격력을 추정하고 사방댐 설계 시 토석류 충격력을 예측하여 안정성 검토를 하는데에 좋은 정보를 제공할 것이다.
더보기Global warming is causing climate change around the world. The frequency of natural disasters such as heavy rain, heat waves, and heavy snow is increasing. As the torrential rain increases, the occurrence and damage of debris flow are also increasing in Korea. Accordingly, it is necessary to predict the damage of debris flow and prepare countermeasures. In this study, the impact force generated in the sabo dam according to the change of slope and flow velocity during the occurrence of debris flow was numerically simulated through the finite difference method, and a governing equation that satisfies the laws of conservation of mass and momentum was used. In addition, the impact force of Austria, which is a similar topography, was calculated and analyzed for comparison. As a result the numerical analysis, the steeper the slope and the larger the supply flow, the larger the peak value of the impact force and the longer the duration of the amplitude. The impact force doesn’t occur only when the debris flow reaches downstream, after which several impact force peaks occur and increase in amplitude. In addition, it was confirmed that the increase/decrease of the flow velocity had a greater effect on the impact force than the height of the slope. The result of this study will provide good information for estimating the impact force according to time change through rainfall prediction and the height of the slope, and examining the satability of the impact force of the debris flow during the design of the sabo dam design.
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