• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.79-92
• /
• 2011

본 연구에서는 투과성구조물에서 우수한 파랑제어기능을 발휘하는 것으로 잘 알려져 있는 슬리트케이슨제 중에 기본형인 연직벽형 횡슬리트케이슨제가 불투과성지반 및 투과성지반상에 설치된 조건하에 구조물에 작용하는 단주기파랑 및 지진해일파에 의한 파압의 특성을 논의한다. 투과성지반의 해석에서는 공극율을 편의상 0.4로 가정하여 2차원 및 3차원수치해석을 수행하고, 불투과성의 경우와 그의 차이를 비교 검토한다. 이 때, 입사파랑의 조건으로는 설계파랑으로 일반적으로 고려되는 단주기파랑과 그의 진폭과 동일한 크기로 내습하는 지진해일파(고립파 혹은 단파)를 고려하며, 슬리트케이슨제의 전면유공부 및 유수실 내부의 불투과벽체에 작용하는 파압을 대상으로 한다. 해석에서는 기체와 액체의 혼상동적현상을 하나의 지배방정식으로 해석하는 이상류(二相流) 모델에 기초한 2차원 및 3차원수치파동수로를 각각 적용한다. 얻어진 수치해석결과에 의하면, 슬리트케이슨제의 전면유공부에서는 단주기 파랑에 비해 지진해일파의 작용파압이 약 3~5배 높은 값을 나타내고, 유수실 내부벽에서는 약 2~4배 높은 값을 각각 나타낸다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.172-178
• /
• 2021

선박 수리시장은 선박에 의한 환경오염 방지 강화, 선박구조에 대한 안전기준 강화 등의 영향으로 유지 및 보수에 관한 관심이 꾸준히 증대되고 있다. 이러한 영향을 반영하여 서남해에 있는 수리 조선사들에 외국 선사들의 수리 요청 접수 건수가 증가하고 있다. 그러나, 서남해권 수리 조선사들은 영세한 중소업체가 대부분이라서 수리조선 업체의 통합적 시너지 효과로 이어지기가 쉽지 않고, 집적화가 되어있지 않아서 인프라 공동활용이 어려워서 수리조선업 활성화에 걸림돌로 작용하고 있다. 수리조선업을 운영하기 위해서는 플로팅 도크가 필수적으로 필요로 하며, 대부분 노후화된 케이슨 도크를 해외로부터 수입한 후, 개/보수를 통하여 운용하고 있다. 그러나, 사용 수명이 30년 이상이고, 구조물 검사 기준이 없어서 안전분야에 취약성을 갖고 있다. 본 연구에서는 개조된 케이슨 도크의 구조 안전성을 평가하고, 도출된 문제점을 해결하기 위하여 추가적인 구조 보강안을 찾기 위하여 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 활용하였다. 플로팅 도크의 경우, 선급 규정이 있지만 구조강도 관련해서는 규정이 미흡하여 적용성이 떨어지고 있는 실정이다. 이러한 부족한 평가 영역에 대해서는 상세 구조해석을 통하여 보완하였다. 보강안은 수리조선소 작업의 특성을 고려하여 폰툰 갑판 상부 보강과 선측 탱크 보강으로 결정하였다. 결정안에 대한 구조해석을 통하여 선측 보강안을 최종안을 선정하였고, 실제 구조물을 제작하여 보강안을 반영하였다. 도출된 주요 결과들은 유사 설비의 구조 강도 개선을 위한 참고 자료로 활용 가능하며, 개/보수 시 이러한 방법을 활용하면 빨리 최적 해를 찾을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.72-79
• /
• 2015

이 논문에서는 해안구조물에 대한 실질적이고 효율적인 구조신뢰성평가 기법을 제시하였다. 제안기법은 파랑, 조류 등의 하중관련 변수 그리고 콘크리트의 탄성계수와 압축강도, 지반정수 및 경계조건 등과 같은 저항관련 설계변수의 불확실성을 명확히 고려한 복잡한 해안구조물의 신뢰성을 평가할 수 있다. 라틴 하이퍼큐브 샘플링(LHS), 몬테카를로 시뮬레이션(MCS) 및 유한요소법을 합리적으로 결합한 제안기법에서 LHS기반 MCS는 신뢰성평가에 필요한 샘플링 수를 대폭 줄여주므로 계산노력이 획기적으로 감소된다. 검증예제를 통하여 제안기법이 상대적인 정확도를 보장하며 계산상의 효율성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 실제의 케이슨형식 방파제 구조물을 대상으로 한 수치예제를 통하여 그 적용성과 효율성을 입증하였다. 특히 유한요소법 또는 유한차분법과 같은 알고리즘 형태의 암시적 한계상태함수를 갖는 경우와 비선형해석, 복합재료, 다양한 기하형상 등을 복잡한 구조거동을 고려해야 하는 실제적인 구조물의 신뢰성평가에 적합한 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.374-386
• /
• 2010

최근 슬리트케이슨제와 같은 유공방파제의 파랑제어특성에 대한 이론적 실험적 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 규칙파의 작용하에 슬리트케이슨에 의한 반사율의 특성과, 전면유공부 및 유수실의 내부벽면에 작용하는 파압을 2차원 및 3차원수치파동수로에서 각각 추정하고, 그 결과를 검토하였다. 수치실험에서는 주기 7초, 9초, 11초 및 13초와 각각의 주기에 대해 파형경사 0.02, 0.03 및 0.04를 갖는 입사파고의 수치실험안을 설정하였고, 본 연구에서 사용된 2차원 및 3차원의 수치해석은 Navier-Stokes운동방정식에 기초한 이상류(이상류(二相流)) 수치 모델로서, 이는 타해석기법에 비해 복잡한 수면변동에 대한 물리현상을 쉽게 재현할 수 있으며, 수치프로그램의 구성이 보다 간략하게 되는 장점이 있다. 실험결과에 의하면, 반사율에 있어서 주기가 짧은 경우에는 2차원해석이 상당히 큰 값을 나타내지만, 주기가 길어지고 파형경사가 큰 경우에는 2차원해석과 3차원해석의 결과가 거의 동일한 값을 나타낸다. 파압에 있어서 주기가 짧은 경우에는 두 해석법에서 차이는 작지만, 주기가 길어지고 파형경사가 큰 경우에는 차이가 크게 나타나는 경향을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
• /
• pp.170-172
• /
• 2007

미포만 공유수면 매립공사는 방파호안 854.5m를 축조하고 부지 $100,514.3m^{2}$를 매립하여 현대중공업(주)의 조선용 블록 제작장 및 적치장을 조성하는 사업이다. 2004년 2월 해양 수산부 설계자문을 실시하고, 2004년 5월 실시계획 인가를 득하여 사업을 추진하여 오던 중, 최근의 이상파랑 및 태풍 내습 (2005년 8월, 태풍 나비)등으로 인하여 피해가 발행하는 동 사업시행자인 현대중공업(주)에서 사업계획의 일부 변경(공구분할)올 요청하여 1공구(미포만 북방파제 보강)공사만을 2005년 8월말로 완료하였다. 미포만 공유수면(II-Block) 매립공사(2공사)는 파량 내습시 피해발생 사전예방 및 상향된 심해설계파 등에 안전한 구조물 축조로 배후매립부지의 안전성을 확보할 수 있도록 호안의 마루높이를 상향하고 케이슨 및 피복재 중량을 증대하여 설계 및 시공할 수 있도록 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
• /
• pp.163-165
• /
• 2007

제주 외항의 2단계 항만시설 사업으로 동방파제, 동방파호안, 접안시설, 친수호안, 접속호안 등 2,374m 구간에 대해 방파제 내파 안정성과 반사파 저감을 위한 단면계획을 통해 설계에 반영하였으며 지반 침하 및 지진피해 최소화를 위한 구조물의 사용 및 내구성을 중대시켰으며, 특히 크루저 선박의 본격취항을 대비한 친수공간개념의 도입에 많은 노력을 기울였다. 대상 사업지는 지형적 특성상 복잡한 형태의 고파랑이 작용하므로 방파제의 설계파를 7.3m로 상향조정하였고, 방파제 제간부에 발생하는 충격쇄파압에 대한 안정을 확보하기 위해 소파블록 피복케이슨제를 적용하였다. 제주도가 가지는 국제적 위상에 맞추어 국제미항개발, 레저형 웰빙공간조성 및 제주항이 가지는 자연적 특성을 반영하여 친수 방파제와 호안 및 배후시설의 친환경적인 배려를 최대화 하였다. 해양 생태계 보호를 위하여 해조류 서식지 및 해중림 조성 등 생태복원계획도 수립하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.26-33
• /
• 2011

본 연구에서는 항만구조물의 구조건전성 모니터링을 위한 Imote2 센서 플랫폼 기반의 고민감도 스마트 무선센서를 개발하였다. 이를 위해 첫째, 고성능 Imote2 센서 플랫폼을 기반으로 하고, 고민감도 MEMS 가속도계를 탑재한 스마트 무선센서를 설계하였다. 둘째, 스마트 무선센서가 독자적으로 모니터링을 수행할 수 있도록 하는 내장 소프트웨어를 설계하였다. 마지막으로, 개발된 스마트 무선센서의 성능을 모형 케이슨 구조물에서의 실험을 통해 검증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.386-394
• /
• 2019

본 연구에서는 2017년 11월 15일에 포항에서 발생한 규모 5.4의 지진으로 인하여 영일만항의 케이슨식 안벽 및 배후지에서 지반내에 발생된 과잉간극수압으로 유발된 침하와 수평변위를 지반배수조건(즉 비배수조건과 배수조건)에 따라 해석하였다. 일반적으로 비배수조건에서 지진응답해석을 실시하는데 본 연구에서는 배수조건 해석을 실시하여 지진 시 생기는 변위와 지진 이후에 과잉간극수압이 소산하면서 발생하는 추가적인 변위의 결과를 산정하였다. 지진 이후의 결과는 비배수조건의 해석에서는 알 수 없는 부분이다. 두 결과에 대한 비교 분석을 통해 지반배수조건에 따라 구조물과 지반의 거동 차이를 분명하게 확인하였다. 특히 배수조건의 해석 결과에서 지진이후 과잉간극수압 소산에 따른 추가적인 변위가 분명하게 발생하는 것으로 나타났다. 이것은 지진응답해석에서 지반배수조건에 따른 두 해석결과의 차이가 존재하는 것을 보여주는 것으로 지반과 구조물의 거동을 더 명확하게 해석하기 위해서는 배수조건에 대한 해석도 필요하다는 것을 나타내는 것이다.

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

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.412-421
• /
• 2013

최근 서해안 등지에서 중소규모 지진이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 지진에 의한 항만 구조물의 손상 및 파괴는 국가 경제에 큰 피해를 유발할 수 있다. 따라서 이러한 지진에 대비하기 위한 내진 설계 및 지진 경보시스템 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 항만 지진 피해 예측 시스템에 입력치 제공을 위한 부산 및 인천항의 안벽 구조물의 지진 취약도 해석을 수행하였다. 해석 대상은 부산 및 인천항의 잔교식, Caisson식, 부벽식, 블록식 안벽을 각각 4가지 Case를 해석하였으며 기능수행수준 및 붕괴방지수준에 대하여 변위기반 지진취약도 해석을 수행하였고 해석결과를 다른 항만의 안벽에도 적용할 수 있도록 회귀분석하였다.