• 한국해안해양공학회지
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• 제16권3호
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• pp.142-151
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• 2004

수리학적 안정성과 구조적 안정성을 동시에 만족시키면서 피복재의 중량을 산정할 수 있는 방법이 수립되었다. 수리학적 안정성은 Hudson의 경험식을 이용하여, 구조적 안정성은 충격하중 작용시 피복재 내부에 발생되는 최대인장응력을 산정, 피복재의 인장 저항력과 비교하는 개념으로 해석되었다. 이와 같이 산정된 수리학적 안정성과 구조적 안정성에 대한 적용한계를 재현기간별 설계 유의파고, 피복재의 중량, 그리고 인장 저항력의 함수로 제시하여 실무자들이 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 또한 결정론적 산정법의 불확실성을 고려하기 위하여 수리학적 안정성과 구조적 안정성에 대한 신뢰성 해석이 추가로 수행되었다. 두 파괴모드를 하나의 직렬계로 구성하여, 신뢰성설계법에서 이용되는 목표파괴확률을 가지고 단면파괴율의 함수로 피복재의 최적중량을 산정할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.357-366
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• 2021

본 연구에서는 항내측 피복재의 안정성에 대한 단면수리실험을 수행하였다. 국내 항만 및 어항설계기준에서는 항내측 피복재의 중량산정 방법으로 상치콘크리트가 설치되지 않은 조건에 대하여 항내측 일부구간(최저설계 정수면에서 0.5 H 깊이까지)을 항외측 피복재와 동일 중량비의 피복재를 사용하도록 설계 도표로 제시하고 있다. 국내에 설계되는 대부분의 경사식 구조물은 상치콘크리트가 설치되어 있으며, 이에 대한 안정중량 산정 방법이 필요하다. van der Meer(1999)가 제시한 안정계수(N_od = 0.5)를 기준으로 피복재(테트라포드)의 안정성을 검토하였으며, 항외측 피복재의 0.8배에 해당하는 중량의 피복재를 항내측에 거치할 경우 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.303-303
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• 2020

국내의 주요 외곽시설은 대수심화 및 설계외력의 증대 등으로 경제성 및 안정성 등의 확보를 위해 혼성제 형식의 구조물을 적용하는 사례가 주를 이루고 있다. 혼성제 근고부 안정성과 관련해서는, 설계파에 대한 안정적인 피복재 중량을 구하는 것이 설계상 중요하다. 기존의 직각 입사파에 대한 연구는 많이 수행되어 왔으나, 경사 입사파 조건에 대한 검토 사례는 미미한 실정이다. 또한 직각입사 뿐만 아니라 경사 입사파에 대한 근고부 중량산정식으로 확장된 Tanimoto식을 적용하고 있으나, 수리실험과 중량산정식에 대한 오차가 발생하고 있어 수리실험을 통해 기존의 산정식에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 경사입사파 조건에 따른 혼성제 제두부 구간의 피복재 안정성에 대하여 실험을 수행하였다. 설치수심은 0.3m 수심으로 고정하고, 입사각도를 0°, 30°, 45°, 60° 및 75°로 변화시켜 실험을 수행하였다. 전체 연장 10m의 모형에서 종점부 1m 구간을 실험구간으로 설정하고, 피복재의 종류는 피복석(50g), 콘크리트 피복블록(Tetrapod, Tripod)를 사용하였으며, 파랑조건은 불규칙파를 적용하였다. 주기 및 파고를 변화시켜 수리실험을 수행하였다. 실험결과는 제두부 구간에 피복된 피복재의 구간별 피해율을 분석하기 위해 구역분할도 적용하였으며, 확장된 Tanimoto식과 비교분석하여 중량산정식의 타당성을 검토하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.102-108
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• 2023

본 연구에서는 경사제 항내측 사면에 거치된 피복재의 안정성에 대한 단면수리실험을 수행하였으며, 항내 측 피복재로는 피복석을 적용하였다. 국내 항만 및 어항설계기준에서는 항내측 피복재의 중량산정 방법으로 상치콘크리트가 설치되지 않은 조건에 대하여 항내측 일부구간을 항외측 피복재와 동일 중량비의 피복재를 사용하도록 설계 도표로 제시하고 있다. 국내에 설계되는 대부분의 경사식 구조물은 상치콘크리트가 설치되어 있으며, 이에 대한 안정중량 산정 방법이 필요하다. 피해율 S = 2를 기준으로 안정파고를 산정하여 안정성을 검토하였으며, 소요중량은 상대여유고에 대한 항외측 피복재(테트라포드) 대비 항내측 피복석의 중량비로 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.716-716
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• 2012

최근 항만구조물을 설계함에 있어 대수심 및 고파랑 지역에 설치되는 외곽시설의 상당수는 직립식 케이슨 혼성제 단면을 채택하고 있다. 이는 상대적으로 수심이 깊고, 설계파와 같은 외력 조건이 크기 때문에 경사제에 비하여 경제성 및 시공성이 유리하기 때문으로 판단된다. 그렇지만 아직까지 소규모 항만 및 어항시설에 있어 경사제를 채택하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 경사식 구조물을 설계함에 있어 월파에 의한 방파제 배후 경사면에 피복된 피복재의 안정성을 검토하며, 실험사례를 통하여 최적 설계안 및 설계방향을 제시하고자 한다. 경사식 구조물 배후 사면 피복재의 안정 중량에 대해서는 우리나라의 항만 구조물의 설계기준(항만 및 어항설계기준, 2005) 뿐만 아니라 국외의 설계기준(CEM, Coastal engineering manual, 2005 등)에서도 아직까지 설계법을 제시하고 있지 않고 있다. 본 연구에서 수행한 단면 수리모형실험에서는 1/50의 실험축척을 적용하여 대상 외곽 구조물에 대하여 수리특성과 안정성을 검토하였다. 특히 경사제 배후의 안정성 확보를 위하려 동일 구간에 대하여 설계파 조건 등을 중심으로 총 9개의 실험안을 설정하여 안정성을 검토하였다. 아래 그림은 이중 초기 설계안과 최종적으로 제안된 제시안에 대한 완성모형, 실험장면 및 결과이다. 일반적으로 접안시설과 외곽시설이 어느 정도 이격되어 있어 적정량의 월파를 허용할 수 있는 경우 상치콘크리트의 형상 및 마루높이을 변경하여 월파의 낙하 및 도달거리를 배후면의 안정성을 확보할 수 있을 정도로 유도함으로써 안정적인 구조물 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 산업기술연구
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• 제21권B호
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• pp.163-174
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• 2001

A dynamic reliability model for analyzing the stability of armor units on rubble-mound breakwater is mathematically developed by using Hudson's formula and definition of single-failure mode. The probability density functions of resistance and loading functions are defined properly, the related parameters to those probability density functions are also estimated straightforwardly by the first-order analysis. It is found that probabilities of failure for the stability of armor units on rubble-mound breakwater are continuously increased as the service periods are elapsed, because of the occurrence of repeated loading of random magnitude by which the resistance may be deteriorated. In particular, the factor of safety is incorporated into the dynamic reliability model in order to evaluate the probability of failure as a function of factor of safety. It may thus be possible to take some informations for optimal design as well as managements and repairs of armor units on rubble-mound breakwater from the dynamic reliability analyses.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.769-777
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• 2019

이안제와 잠제(인공리프)와 같은 저 마루높이 구조물은 수중구조물은 연안역의 침식 등의 대책으로 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 구조물의 피복재 안정성은 비월파조건의 구조물 보다 낮을 수 있다. 기존 연구에서는 대부분 사석으로 피복된 구조물을 대상으로 안정성을 검토하였다. 본 연구에서는 테트라포드로 피복된 저 마루높이 구조물과 수중구조물을 대상으로 안정성을 검토하기 위해 2차원 수리실험을 수행하였다. 피복재 안정성은 구조물 상부, 전사면 및 후사면을 대상으로 파형경사와 여유고를 변화시키며 검토하였다. 피복재의 주된 피해는 전사면 상부와 바다측 마루부에서 발생하였다. 실험결과를 이용하여 테트라포드의 안정계수를 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.42-48
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• 2008

신뢰성 해석을 이용하여 해수면 상승에 따른 경사식 해안 구조물의 안정성 및 기능성을 정량적으로 평가할 수 있는 위험도 평가 시스템을 개발하였다. 안정성 평가를 위한 피복재의 해석에서는 피복재의 대표입경과 제체의 경사, 기능성 평가를 위한 처오름의 해석에서는 제체의 경사와 마루높이를 변화시키면서 해수면 상승 전 후의 파괴확률이 정량적으로 산정 되었다. 위험도 평가 시스템을 임의의 단면에 적용하여 해수면 상승에 따라 안정성과 기능성이 얼마나 감소하는지를 정확히 판정할 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 해수면 상승 후에도 전과 동일한 안정성 및 기능성을 회복하기 위해서 어떤 변수들을 보수 보강해야 하는지, 또한 새로운 구조물 설계 시 설계변수들을 얼마나 강화해야 하는지의 기초 지표로 이용될 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.23-32
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• 2023

혼성제 사석 기초 마운드 상에 거치되는 피복재의 소요중량을 산정하기 위한 결정론적 해석과 더불어 신뢰성 해석을 수행하였다. 사석 기초 마운드 경사, 피해율 그리고 입사파수를 고려할 수 있도록 안정수 산정을 위한 기존의 경험식을 수정하였다. 수정된 산정식은 기존 경험식을 개발하는 과정에 사용했던 것과 동일 조건에서 수학적으로 일치한다. 먼저 결정론적 설계법으로 임의의 대표단면에 대하여 여러 가지 조건을 변화시키면서 사석 기초 마운드 보호에 필요한 피복재의 소요중량을 산정하였다. 사석 기초 마운드 경사가 급할수록, 입사파수가 증가할수록 기존의 경험식으로 부터 산정된 피복재의 소요 중량보다 더 큰 피복재의 소요중량이 필요함을 확인하였다. 그러나 허용 피해율을 크게 부여하면 반대 경향이 나타난다. 한편, 본 연구에서 처음으로 사석 기초 마운드 피복재에 대한 신뢰성 해석이 수행되었는데, 이는 결정론적 설계법으로 산정된 피복재가 얼마나 안정한지를 정량적으로 확인하고, 파괴에 미치는 각 확률변수들의 불확실성에 따른 영향의 정도를 살펴보기 위함이다. 신뢰성 해석 결과에 의하면 기존 경험식이 만족하는 조건에서 산정된 피복재의 소요중량은 재현기간 50년 설계파 조건에서 단위 년에 1%의 피해가 발생할 확률 1.2%를 갖는다. 또한 영향계수 산정 결과에 의하면 입사각에 따라 약간 다르지만 전반적으로 안정계수, 파고 그리고 사석 기초 마운드상의 수심 순으로 파괴에 미치는 영향이 큼을 확인할 수 있었다. 마지막으로 안정수 산정식에 음함수적으로 포함되어 그 영향이 쉽게 확인되지 않는 확률변수의 변화에 따른 민감도 분석이 수행되었다. 해석 결과에 의하면 사석 기초 마운드의 수심이 깊어 질수록 파괴확률이 급격하게 감소하였다. 그러나 반대로 사석 기초 마운드의 폭이 커질수록, 입사 파랑의 주기가 짧을수록 파괴확률은 커지는 것으로 확인되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권3호
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• pp.165-172
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• 1999

경사제 피복재의 안정성에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 특히, 본 연구에서 신뢰함수에 대한 확률 밀도함수가 수학적으로 유도되었다. 유도된 확률밀도함수의 적용성을 검증하기 위하여 Monte-Carlo 해석방법과 모멘트법인 FMA 방법과 AFDA 방법도 같이 수행하였으며, 그 결과들을 정성적, 정량적으로 비교하여 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 또한 경사제의 피복재에 대한 파괴확률 산정시 신뢰함수에 포함된 각각의 변수들이 확률적으로 독립이다 라고 가정할 수 있다는 사실이 확인되었다. 이는 각각의 확률변수가 정규분포를 따르지 않는다는 조건에서도 본 연구에서 사용된 해석방법이 확장될 수 있다는 것을 의미한다.