• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.53-53
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• 2011

최근에 세계화, 무역자유화에 따른 컨테이너 물동량이 증가하고 있다. 그에 발맞추어 초대형 컨테이너선이 등장하게 되고 신개념, 고효율의 항만인프라의 도입이 요구되고 있다. 이런 배경에 따라 최근에 국내외에서 부유식 안벽에 관한 기술 개발 및 연구가 더욱 필요한 상황이다. 부유식 안벽은 이동가능한 부유식 구조로 기존 항만의 확장 또는 신규 항만 건설시 환경문제를 최소화하고 기항, 선박수 및 선박의 크기에 따른 안벽 배열을 최적화 할 수 있어 항만 기능을 고도화함으로써 녹색항만을 구현하는데 많은 기여를 하게 될 것이다. 특히 컨테이너선의 양현하역과 환적이 가능하게 되어 컨테이너 터미널의 화물처리능력을 확대할 수 있을 뿐 아니라 기항선박의 체류시간을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 우리나라는 삼면이 바다로 크고 작은 항만들이 해안선을 따라 위치하고 있다. 이러한 항만들을 안전하게 보호하기 위한 방파제는 항만 기본시설인 외곽시설 중의 가장 중요한 구조물이다. 국내에 설치된 방파제는 대부분 사석이나 케이슨을 이용한 중력식 방파제로써 해저에 고정되어 해수면상으로 건설되므로 항내 외 해수교환을 차단하여 항내 수질악화를 초래할 뿐만 아니라 수심에 따라 막대한 건설비용이 소요된다. 따라서 친환경적이고 경제적인 새로운 형식의 방파제에 대한 연구 및 개발이 필요한 실정이다. 그 중 하나의 대안인 부유식 방파제는 공사기간이 짧고 비교적 수심에 대한 제약이 없는 것이 특징이다. 또한 해수의 원활한 흐름이 가능하기 때문에 중력식 방파제에 비해 경제적이며, 환경적 측면에서 큰 장점이 있다. 하지만 아직까지 부유식 방파제에 대한 국내 및 해외에서의 연구는 이론적인 해석을 중심으로 이루어져 부유식 방파제 실용화를 위한 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 부유식 안벽 내에서 정온도를 효과적으로 유지하기 위하여 부유식 방파제를 설치하고 소파성능과 부유식 안벽내의 영향성을 수리모형실험을 통해 분석하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.407-413
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• 2011

응답면 기법을 사용하여 잔교식 안벽의 신뢰성 해석을 수행하였다. 잔교식 안벽은 중력식 안벽과 달리 상부가 강관파일에 의해 지지되는 유연구조물로 한계상태함수가 음함수로 존재한다. 따라서, 한계상태함수를 양함수로 근사하기 위해 응답면 기법을 사용하였다. 응답면 기법을 이용한 LevelII신뢰성해석 방법을 통해 지진하중에 의한 잔교식 안벽의 신뢰도지수를 계산하고, 중요도 추출법을 통해 검증하였다. 수치해석으로는 직항식, 사항식을 각각 해석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.15-26
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• 2019

지진에 대한 중력식 안벽의 안정성은 구조물의 허용변위를 기준으로 평가하며, 외력으로 발생하는 변위를 계산하기 위하여 Newmark 활동블록 이론에 기초한 변위 경험식 혹은 수치해석을 사용한다. 수치해석의 경우 복잡한 지형 및 구조물에 대한 정밀한 분석이 가능하나 적절한 입력변수 및 환경설정의 어려움으로 전문가가 아니면 신뢰성 있는 결과 도출에 한계가 있다. Newmark 법의 변위 경험식은 지진파만을 가지고 영구변위를 추정하기에 수치해석보다 간편하여 널리 사용되고 있다. 하지만 변위 경험식들은 구조물의 특성과 활동면에 대한 파라메터가 없으며, 강체로 가정된 활동면에서 흙의 비선형 거동과 구조물과의 상호작용을 고려하지 않았다. 따라서 중력식 안벽의 지진 안정성 평가를 위해서는 앞서 언급한 한계점을 보완하는 새로운 변위 경험식이 필요하다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 구조물 뒷채움재의 응답특성을 분석하여 최적의 활동면 산정법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석을 수행하여 다양한 지진파에 따른 응답특성과 응력-변형률 관계를 분석하였다. 그 결과 뒷채움재의 응답특성과 활동면은 입력 지진파에 따라 달라지는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.40-48
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• 2023

본 논문에서는 항만 계류시설 중 대표적인 구조형식인 케이슨식 안벽의 장기 거동 특성을 분석하기 위하여, 센서 기반 모니터링 시스템을 구축하고, 약 10개월간의 데이터를 검토하였다. 문헌을 바탕으로 항만시설물의 피해 원인 및 유형을 분류하였으며, 이에 적합한 센서 및 계측 시스템을 선정, 현장에 설치하여 주기적으로 데이터를 확보하였다. 확보한 데이터는 LTE 통신망으로 서버에 전달 및 저장된다. 현장상황을 고려하여 경사계, 이격거리계, 침하계를 설치하였으며, 서로 다른 케이슨간의 비교를 위하여 2개 함을 대상으로 센서를 부착하였다. 계측된 센서 데이터와 기온 및 인근 해역에서 계측된 조위 데이터의 상관성을 비교하였다. 이격거리계와 침하계의 경우 온도에 따른 영향이 지배적으로 나타난 반면, 경사계는 상대적으로 덜 민감한 경향을 보였다. 온도가 약 50도 변화 할 때, 변위는 10mm, 침하는 2mm, 기울기는 0.1도 가량 변화하였다. 한편, 조위 데이터와는 뚜렷한 상관성을 보이지 않았으며, 추후 심도있는 분석이 필요하다고 판단된다. 계측된 데이터의 특성을 바탕으로 중력식 안벽에 이상상태가 발생하였을 때 이를 탐지할 수 있는 알고리즘을 개발할 수 있으며, 이를 위한 데이터베이스를 구축하였다. 중력식 안벽 대상 지속적인 장기 데이터 확보 및 분석을 통하여, 재해 및 재난 발생 시 구조물의 안전성 및 사용성을 객관적으로 평가할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.71-83
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• 2023

해안구조물의 기능 유지를 위해서 침하량을 예측하는 것은 매우 중요하다. 이를 위한 방법으로는 유한요소해석법이나 실물 및 모형실험 등을 들 수 있지만, 이는 비용과 시간이 많이 소요된다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구는 케이슨식 안벽구조물의 침하량을 간편하게 예측할 수 있는 간편식 제안을 목적으로 연구가 진행되었다. 연구 진행 과정은 속도의 PSI(Power Spectrum Intensity)를 산정 후, 기존 중력식 방파제의 간편식에 대입하여 구조물의 침하량을 구한다. 이를 수치해석을 통해 얻은 구조물의 침하량과 비교 분석하여 기존 간편식 침하량과 수치해석 침하량 간의 오차가 다소 큰 것을 확인하였고, 이는 기존 간편식의 경우 배후지반에 대해 고려할 수 없었기 때문임을 확인하였다. 따라서 본 연구는 안벽구조물의 배후지반에 대한 보정계수를 제안함으로써 케이슨식 안벽구조물의 침하량을 구할 수 있는 간편식을 나타내었다. 수치해석 침하량과 비교하였을 때, 이 간편식은 케이슨식 안벽 침하량을 산정하는데에 충분한 정밀도를 가지고 있다고 판단하였다. 또한 시간과 비용이 부족한 상황에서 내진성에 취약한 시설을 간편하게 추출할 수 있으며, 스크리닝 기법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.47-63
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• 2014

육상 및 항만 구조물 설계시 적용되고 있는 토압 이론(Rankine, Coulomb, 시행쐐기법, 개량시행쐐기법)을 정리하였고, 구조물 형태에 따라 가상배면(Vitural back, wall, plane)과 구조물 벽면에 작용하는 토압 특성 등을 제시하였다. 토압 특성을 검토하기 위해 육상구조물의 경우 배면토 경사에 따른 캔틸레버식 옹벽과 벽경사에 따른 중력식 옹벽, 해상구조물은 케이슨식 안벽과 블록식 안벽을 적용하였다. 여러 가지 토압이론을 적용하여 뒷굽 길이에 따른 토압, 작용각(벽면마찰각), 벽면측으로의 활동각 등을 분석한 결과 뒷굽이 긴 경우 가상배면에서의 작용토압은 Rankine 토압과 작용각은 지표경사각, 뒷굽이 짧은 경우 Coulomb 방법과 작용각은 벽마찰각으로 산정하는 것이 가장 합리적임을 알 수 있었다. 벽면측으로의 활동각은 Rankine 이론에 의한 활동각보다 큰 것으로 나타났다. 또한, 본 논문에서는 현재 적용되고 있는 여러 가지 토압 산정법 및 작용각 중에서 항만 구조물 설계시 적용할 수 있는 적정 토압 산정방법을 제안하였다. 제안방법은 뒷굽장단 결정과 이에 따른 적정 토압산정법을 결정하고 벽면 측으로의 활동각에 따른 옹벽자중 고려 방법을 설정하도록 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.169-177
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• 2017

최근 수송선박의 대형화에 따라 기존 항만 시설의 접안 깊이 확보에 대한 필요성이 증가하고 있다. 증심공법은 기존 항만시설의 접안 깊이를 확보하는 방법으로, 필요 깊이만큼 사석마운드를 굴착한 후 그라우팅을 통해 보강한다. 이 연구에서는 사석마운드 보강을 위한 그라우팅 재료로 가소성 그라우트를 사용할 경우 보강성능과 충진성능에 대해 검토하고자 하였다. 2가지 가소성 그라우트 배합에 대해 압축강도실험을 수행하여 지반보강효과를 검토하였고, 직경 400 mm, 높이 530 mm 크기의 실린더형 실험체 5개를 제작해 충진성능을 평가하였다. 구조물의 안전성 확보를 위해 요구되는 개량체의 소요강도는 6 MPa이며, 이 연구에서 사용한 가소성 그라우트 배합 모두 재령 7일에 9 MPa 이상으로 소요강도를 만족하는 것으로 확인되었다. 충진성능 평가 실험체의 충진상태를 육안으로 관찰한 결과, 이 연구에서 목표로 설정한 사석 채 움 높이까지 가소성 그라우트가 잘 채워지는 것을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.156-162
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• 2010

중력식 안벽 및 방파제 등은 편심 경사하중에 지배받는 항만구조물으로서 구조물 설계시 신뢰성이론에 근거하여 지반지지력 산정에 필요한 부분안전계수를 평가하였다. 현재 항만 및 어항 설계기준(2005)에서는 구조물에 편심 경사하중이 작용하는 경우에 지반지지력을 간편 Bishop법 등에 의해 검토하도록 규정되어 있다. 이러한 설계규정은 설계자에게 지반의 허용지지력과 지반반력을 비교하는 방법으로 그동안 가장 많이 사용되어 왔다. 그러나, 지반반력에 의한 설계검토는 지지력 계산이 단순하고 편리하지만 지반의 허용지지력이 현장의 지반물성에 따라 변화하지만 단일수치로 결정하여 설계하므로 이러한 지반특성을 설계에 반영하지 못한다는 큰 문제점이 있었다. 그래서 본 논문에서는 간편 Bishop법에 의하여 Level 1 신뢰성해석이 가능하도록 각각의 설계변수에 대한 부분안전계수를 결정하였다. 이를 위해서 신뢰성 이론인 일계신뢰도법(FOSM)을 통하여 신뢰도지수와 민감도지수를 추정하고 각각의 확률변수의 변동성도 고려하였다. 마지막으로는 연구결과에서 결정된 부분안전계수를 선진국의 설계기준에서 제시한 것과 비교하여 합리적임을 확인하였다.