• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.95-101
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• 2001

연약한 점토 지반에 안벽을 축조하고 매립하는 경우, 안벽의 기초로서 케이슨 기초공법이 종종 쓰이고 있다. 케이슨 기초는 안벽의 연직 하중을 지지층에 전달할 뿐만 아니라, 매립하중에 의한 연약 점토의 횡방향 소성 유동에 대하여는 매우 효과적인 공법으로 호안공사에서 그 사용 빈도가 증가하고 있는 추세이다. 반면 매립하중에 의해 점토지반에서 장기간에 걸쳐 발생하는 압밀침하에 대해서는 아무런 역할을 하지 못하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 케이슨 기초의 배면에 다수의 강관 배수공을 설치함으로써 과잉간극수압의 횡방향 소산을 촉진시켜 압밀 시간을 단축시키는 \"매립측 연약점토 압밀촉진 케이슨 기초공법\"을 제안하였다. 이 새로운 케이슨 공법의 압밀촉진 효과를 분석하기 위하여 2차원 압밀방정식의 해석해를 유도하였다. 연구결과, 등방성 점토에서 압밀촉진 케이슨 사용시 ξ=0.1인 단면에서 평균압밀도 50%, 90%에 이르는 시간이 기존 케이슨을 사용한 것에 비해 각각 약 7배, 3.5배 단축되는 것으로 나타났다. 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.67-76
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• 2017

본 연구에서는 케이슨 안벽의 뒷굽이 주동토압에 미치는 영향을 조사하였다. 한계해석법을 사용하여 뒷굽의 길이에 따라 벽면마찰력이 뒷굽 상부에서 발생하는 활동면의 경사각에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 뒷굽의 길이가 짧을수록 내측 활동면의 경사각은 증가하나, 외측 활동면의 경사각은 일정하였다. 실제 케이슨 안벽에서 발생하는 파괴면에 작용하는 토압과 동일한 토압을 갖는 뒷굽 끝에서의 가상의 연직배면에 작용하는 토압에 대하여 뒷굽의 상대 길이-뒤채움 토사의 내부마찰각-벽면마찰각-가상의 연직배면에 작용하는 배면마찰각 등의 상관관계를 구하였다. 뒷굽이 짧을수록 케이슨 안벽에 작용하는 토압이 Rankine 토압보다는 작아지나 뒷굽의 길이를 고려하지 않은 Coulomb 토압보다는 항상 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.129-139
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• 2000

항만시설에서 발생하는 지진에 의한 피해의 대부분은 매립지반의 액상화에 기인하는 것으로 알려져 있다. 국내 대형항만의 안벽은 대부분 중력식 안벽으로 설계.시공되고 있으며, 이러한 중력식 안벽은 조성된 배후 지반의 액상화에 취약하여 지진 발생시 액상화로 인한 대규모의 파괴가 발생한 사례가 많이 보고된 바 있다. 최근 기존에 시공된 중력식 안벽구조물의 내진성능을 향상시키기 위해 다양한 공법이 제안되고 있지만, 그 효율성에 대한 연구는 미진한 실정이다. 이번 연구에서는 기존 안벽의 내진보강공법으로 쉽게 적용할 수 있는 내진안벽 형식에 대한 내진보강 성능을 평가하였다. 이 논문에서는 내진보강안벽의 내진보강 성능을 평가하기 이해 수치해석적 측면에서 케이슨식 안벽의 내진보강 성능을 평가하였으며, 동일한 단면에 대해 실시된 진동대시험 결과와 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.137-148
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• 2008

본 연구에서는 국내 항만 및 어항시설의 내진설계표준서에서 설계 예로 이용한 지진파를 포함하여 지진규모 $5.3{\sim}7.9$ 수준의 28개의 지진기록에 대한 에너지와 스펙트럼 분석을 통한 국내 적합성 여부를 평가하였고, 이를 통해 국내 내진설계에 적용 가능한 입력지진기록을 제안하였다. 그리고 제안된 지진기록을 이용하여 케이슨의 형상 및 하부지반 상태에 따른 케이슨 안벽의 동적 수평변위특성을 분석하였다. 연구 결과 지진파가 보유하고 있는 에너지와 가속도 스펙트럼의 크기는 지진규모가 커질수록 증가하였다. 특히, 지진규모 7.5 부근의 지진기록은 내진설계기준에 규정된 표준설계응답스펙트럼에서 크게 벗어난 반면, 지진규모 6.5 부근의 4개의 지진기록은 국내 내진설계기준에 규정된 표준설계응답스펙트럼을 거의 만족하는 것으로 나타났다. 그리고, 입력지진에 따른 케이슨 안벽의 동적 수평변위특성 분석 결과 국내 항만 및 어항시설의 내진설계 표준서의 예제로 제시한 지진규모 7.4 이상의 지진파의 수평변위는 국내의 내진설계기준에서 제시한 표준설계응답스펙트럼을 대체적으로 만족하는 지진규모 6.5 수준의 지진파의 수평변위보다 2배 이상 크게 나타났다. 이러한 결과로부터 지진규모 7.4 이상의 지진파를 이용한 내진설계는 지진력을 과다하게 산정하여 비경제적인 설계를 할 수 있음을 알 수 있었다. 국내 적합성 평가로부터 구한4개의 지진기록을 입력하중으로한 동해석 결과에 대한 정량적인 분석을 통해 케이슨의 형상과 하부지반 깊이 및 지반의 표준관입저항치를 이용하여 간편하게 케이슨 안벽의 지진시 수평변위를 산정할 수 있는 간편도표를 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2175-2178
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• 2008

본 연구에서는 전면에 투과성 구조물이 위치한 직립케이슨 및 유공케이슨에 대해 수치모의를 실시하여 케이슨의 형태 및 투과성 구조물의 존재유무에 따른 반사율의 감소효과에 대하여 알아보았다. 수치모의에 사용된 모델은 비압축성 점성유체에 대한 복잡한 자유수면 변위의 표현이 가능한 VOF법을 적용하여 Navier-Stokes 방정식을 보다 정확하게 해석하는 CADMAS-SURF(수치파동수로)를 사용하였다. 상기 구조물에 규칙파를 입사하여 반사율을 산정한 결과 주기에 따라 차이가 있지만, 직립케이슨만이 존재하는 경우에 비해 직립케이슨 전면에 투과성 구조물이 위치한 경우 대략 5%정도의 반사율 감소효과를 얻을 수 있었고 유공케이슨만이 존재하는 경우에 비해 유공케이슨과 투과성 구조물이 조합 된 경우에는 20%이상의 감소효과를 얻을 수 있었다. 따라서, 방파제 전면에 위치한 구조물에 대한 반사파의 피해 감소 및 항만 내부 정온도를 고려한 안벽의 시공이 요구되어 질 경우에 투과성 구조물은 직립케이슨과의 조합보다는 반사율을 상대적으로 크게 감소시킬 수 있는 유공케이슨과의 조합이 적절함을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.176-178
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• 2007

부산신항 북컨테이너터미널 민차부두 1단계 공사에 적용된 안벽기초는 하부 대섬도 연약점토층 개량을 위한 SCP(Sand Compaction Pile) 개량층과 그 상부에 약 6m정도의 사석층으로 구성되어 있다. 안벽은 케이슨식으로 상부의 크레인 풍의 공용하중 작용시에 발생이 예상되는 안벽기초의 과도한 지반침하 방지를 위해 근고블럭에 의한 Preloading 공법이 적용되었다. 따라서, 프리로딩에 의한 하부기초지반의 침하관리가 중요 공사관리 포인트가 된다. 그러나, SCP층이나 사석총에 대한 침하량 예측은 반경험적 방법에 의존하기 때문에 실제와 상당한 차이가 발생하게 된다 본 연구에서는 사석층의 진동다짐에 의한 시공 특성을 반영하기 위해 굴착치환구간의 사석층에 대한 실측값을 이용하여 Terzaghi 변형식의 침하계수 a를 재산정하여 SCP개량구간에 적용함으로써 보다 합리적인 안벽기초의 침하량을 분석하였고 이를 사석층의 여성고 산정에 이용하였다.

• 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.

• 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.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권4호
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• pp.242-248
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• 2003

안벽구조물로 널리 쓰이는 케이슨구조의 신뢰성설계를 위한 위상각 고려방법을 제안하였다. 기존의 방법에서는 위상차를 고려하였기 때문에 토압의 합력이 물리적으로 발생 가능한 이상의 값이 산출되어 파괴확률이 과다 평가되는 문제가 발생하지만 제안방법은 위상각을 고려하기 때문에 토압합력의 합리적인 산정이 가능하며 결과적으로 파괴확률 산정의 정확도를 높일 수 있게 되었다. 실규모의 케이슨 설계사례를 통해 기존방법과 제안방법에 의한 신뢰성해석 결과를 수치적으로 비교 평가하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.224-229
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• 2009

케이슨식 안벽의 Level I 신뢰성설계를 위한 부분안전계수를 산정하였다. 일계신뢰도법에 의한 부분안전계수는 한계상태함수의 확률변수에 대한 민감도, 목표신뢰도지수, 확률특성치 및 설계특성치 등의 함수로써 표현하였으며 전면조위와 잔류수위에 대해서는 현행설계법과의 연계성을 유지하기 위하여 수정부분안전계수를 새롭게 정의하였다. 수치해석을 통하여 목표신뢰도지수에 대한 부분안전계수를 산정하였으며 지진계수의 확률분포는 극치분포를 사용하였다. 지진계수의 설계치를 적용함에 있어서 재현주기가 길수록 부분안전계수가 작게 산정됨을 확인하였다.