• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.1-11
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• 2017

전응력 및 유효응력기반으로 케이슨식 안벽과 잔교식 안벽의 지진위험도 해석을 수행하였다. 유효응력효과를 고려하기 위해 지반의 간극수압을 분포시켰으며, Byrne(1991)이 제안한 간편식을 이용하여 매개변수를 산정하고 이를 Finn 모델에 적용하였다. 전응력 및 유효응력 해석기법에 따른 지진위험도 결과를 통해 연약지반에 설치된 안벽의 내진설계 시 유효응력해석의 필요성을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.405-409
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• 2009

중요도추출법을 이용한 항만구조물의 신뢰성해석방법을 제시하였다. 몬테카를로모사법(Monte Carlo Simulation)을 이용하여 신뢰성해석을 수행할 때 전도파괴확률과 같이 매우 낮은 파괴확률을 가진 경우는 해석시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있다. 항만구조물 신뢰성해석 시 나타나는 이러한 문제를 극복하기 위해 파괴면주위의 추출점을 이용하여 해석시간을 단축시킬 수 있는 중요도추출법을 적용하였다. 중요도추출법을 항만구조물에 적용한 경우 파괴확률이 매우 낮은 파괴모드에 대한 신뢰성해석을 효율적으로 수행할 수 있음을 보였다. 수치해석에서 케이슨 안벽의 신뢰성해석을 수행하였으며 파괴확률의 낮고 높음에 따른 중요도추출법의 효용성을 검증하였다.

• 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.

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

• 한국지진공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.15-22
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• 2018

Pseudo-static approach has been conventionally applied for the design of gravity type quay walls. In this method, seismic coefficient ($k_h$), expressed in terms of acceleration due to gravity, is used to convert the real dynamic behavior to an equivalent pseudo-static inertial force for seismic analysis and design. Therefore, the calculation of an appropriate $k_h$ considering frequency characteristics of input earthquake is critical for representing the real dynamic behavior. However, the definitions of $k_h$, which is used for simplified analysis in Korea, focuses only on convenience that is easy to use, and the frequency characteristics of input earthquake are not reflected in the $k_h$ definitions. This paper evaluates the influences of the frequency characteristics of input earthquake on $k_h$ by initially reviewing the $k_h$ definitions in the existing codes of Japan for port structures and then by performing a series of dynamic centrifuge tests on caisson gravity quay walls of different earthquake input motions (Ofunato, Hachinohe). A review of the existing codes and guidelines has shown that the $k_h$ values are differently estimated according to the frequency characteristics of input earthquake. On the other hand, based on the centrifuge tests, it was found that the permanent displacements of wall are more induced when long-period-dominant earthquake is applied.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.990-997
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• 2005

In this paper, the measured results obtained from the ground improved by SCP method at quay-wall caisson foundation in Pusan New Port 1-1 phase are analyzed and then compared with the values predicted by a consolidation theory. The measured settlement is generally smaller than the predicted settlement. For consolidation velocity, the measured velocity is later than the predicted value. According to the execution of caisson placing phases, the predicted value shows higher settlement than the measured one with time being.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권7호
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• pp.15-27
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• 2019

본 연구는 2017년 11월 15일에 발생한 규모 5.4의 포항지진을 대상으로 영일만항 안벽 및 배면에서 발생한 피해의 메커니즘을 규명하는 것이 목적이다. 현장조사 등에 의해 영일만항은 케이슨이 5cm~15cm 정도의 수평변위가 발생하였고, 뒤채움 지반에서는 10cm 이상의 침하가 발생하였다. 이에 대한 원인을 규명하기 위해 2차원 유효응력해석을 수행하였다. 입력 지진하중은 포항구항의 기반암에서 계측된 지진가속도($3.25m/s^2$)를 이용하였다. 수치해석 결과 배후지의 뒤채움 지반내 국부적으로 과잉간극수압이 증가하여 유효응력이 감소한 것으로 밝혀졌다. 이로 인해 케이슨의 경우 수평방향으로 약 14cm의 변위가 발생하였고, 3cm 정도 침하하였다. 뒤채움 지반의 경우 6cm~9cm 정도 침하한 것으로 나타났다. 이는 현장조사와도 유사한 결과임이 밝혀졌다. 또한, 뒤채움 지반내 유효응력 경로 및 응력-변형률 거동으로부터 반복적 하중에 의해 지반이 Mohr-Coulomb의 파괴선에 근접하는 것으로 나타났고, 이는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 소실에 의한 지지력의 감소로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.146-153
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• 2022

연구목적: 국내 항만시설의 경우 사용년수가 오래된 항만구조물은 선박의 대형화 및 사용빈도 증가, 기후변화에 따른 자연재해의 영향 등으로 안전과 기능적 측면에서 상당히 많은 문제가 있다. 항만시설의 유지관리 이력 데이터를 기반으로 시설 노후화 패턴을 예측 할 수 있는 근사모델 개발을 위하여 빅데이터 분석 방법을 연구하였다. 연구방법: 본 연구에서는 케이슨식 안벽에 유지관리 데이터 수집하여 빅데이터를 바탕으로 시설물의 노후화 패턴 및 성능저하를 확인하기 위한 예측모델을 도출하였다. 가우시안 프로세스(GP)과 선형보간(SLPT) 기법을 통하여 생성된 상태기반 노후도 패턴 예측모델을 제안하고 유효성 검토를 통해 빅데이터 적용에 적합한 모델을 비교하고 제안하였다. 연구결과: 제안된 기법을 검토한 결과 SLPT기법은 RMSE 및 는 0.9215와 0.0648로 SLPT기법의 예측모델이 보다 더 적합한 것으로 검토 되었다. 결론: 이러한 연구를 통해 빅데이터 기반 시설물 성능저하 예측 연구는 유지관리를 위환 의사결정에서 중요한 체계가 될 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.