• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 지반환경 및 준설매립에관한 학술세미나
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• pp.110-121
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• 2001

The interest in suction piles by the oil industry was risen in the middle of 1980's. Recently, suction piles have been applied increasingly in offshore engineering due to its low cost, simplicity, efficiency, and reliability. Suction piles have normally been used as anchors of floating structures and foundations of marine structures in deep-water locations. Suction piles have several technical advantages over conventional piles and anchors; fast and easy installation at any depth of water, extremely large resistance due to its huge size, and easy retrieval by applying a positive suction pressure inside the pile, etc. Daewoo E&C Co., Ltd. has conducted a series of field suction pile installation and loading tests inside the Okpo harbor located in Geojedo and the Onsan harbor in Ulsan, Korea, during the summer of 2001, which may provide additional validation of the analytical solutions previously developed by the US Naval Facilities Engineering Service Center. This is a brief description of the general mechanisms of suction pile installation and loading capacity based on the study conducted by the US Navy and Daewoo E&C Co., Ltd.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.825-839
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• 2010

The global and domestic market for offshore wind farm is expected to grow fast, and the design and installation of substructure and foundation is getting more important. As for the offshore wind farms located in the shallow(depth < 20m) water, the construction and installation of the substructure and foundation makes up about 1/4 ~1/3 of the offshore wind farm construction cost, and the portion is expected to increase because the turbine capacity is increasing from 2 ~ 3MW to 5MW or larger and the water depth of wind farms is also increasing over 30m. As a foundation for offshore wind turbine, the suction caisson foundation is being considered to be a highly competitive alternative to the conventional monopile or gravity based structure, because it has features suitable for the offshore construction such as quick installation, no heavy equipment for penetration and no hammering noise for driving. In order to study the installation behaviour of the suction caisson, laboratory tests were performed with sand. The pore water pressure and displacement were measured to analyze the suction pressure during penetration, the penetration speed and the amount of heaving.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.75-83
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• 2014

석션버켓기초는 펌프로 버켓 내부의 물을 외부로 배출할 때 발생한 압력차로 지반에 설치되는 기초이다. 버켓기초는 외해의 플랫폼이나 석유 가스 시추시설을 계류시키기 위한 앵커로 주로 사용되었으나, 최근 유럽을 중심으로 해상풍력발전의 기초로 적용되기 시작하면서 국내에서도 큰 관심을 받고 있다. 석션버켓기초의 관입저항력 산정은 석션버켓기초를 성공적으로 시공하기위해 고려해야 할 주요 사항 중의 하나이다. 본 연구는 석션버켓기초를 관입시킬 때 필요한 관입력을 평가하기 위해 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험은 압입설치 및 석션설치에서 측정한 관입저항력을 관입성능평가에서 많이 사용되는 기존의 이론식과 비교하여 강도감소계수의 적절한 범위를 검토하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제8권1호
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• pp.31-36
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• 2022

This paper presents the measuring process of dynamic properties of offshore wind power foundation and provides consideration of each step. This Guideline enables to maintain consistent measuring procedure and therefore increase the reliability of test results. Small scaled suction bucket foundation was fabricated to represent the commercial support structure installation mechanism and two cases(free-free, free-fixed) of dynamic tests were performed at workshop. From the tests, the importance of dynamic properties of connection part between suction bucket and tower was figured out. More over, types and configuration of measuring devices are recommended which can help find the natural frequency of wind turbine foundation correctly. In field test, it was found that the natural frequency of suction bucket foundation was increased linearly with the penetration depth due to the confining effect of ambient soil. Meanwhile, it was not easy to get an enough excitation force with normal impact hammer because the N.F of suction bucket model was in the lower range of 0 Hz ~ 5 Hz. Therefore, new excitation method which has enough force and can excite lower frequency range was devised. This study will help develop safety check procedure of suction bucket foundation in field at each installation stage using the N.F measurement.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권10호
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• pp.5-19
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• 2020

해상(또는 수상) 구조물 시공수요가 증가됨에 따라 해양구조물 시공을 용이하게 하는 임시구조물 수요가 증가하고 있다. 가물막이(cofferdam)는 임시구조물로 해상 작업 시 외부로부터 물을 막아 육상과 동일한 작업환경을 제공한다. 하지만, 물 유입을 차단하기 위한 별도의 시공공정이 필요하기 때문에 공사지연과 건설비 증가의 주원인이 되고 있다. 최근 재래식 가물막이의 문제점을 해결하고 경제성을 높이기 위해 석션압(suction pressure)을 이용해 신속하고 경제적으로 시공이 가능한 대구경 원형강관 가물막이 공법이 제안되었다. 본 공법은 원형강관 가물막이 상부가 수면위로 노출된 상태에서 석션압을 이용해 해저면에 관입되고, 시공 후 내부의 물을 외부로 배출하여 강관자체를 가물막이로 활용한다. 본 연구에서는 원형강관 가물막이 공법을 검증하기 위해 직경 5m인 원형강관 가물막이를 제작하고 새만금 지역에서 실증실험을 실시하였다. 실험 중 원형 강관에 작용하는 석션압, 연결부 누수유무, 수직도(경사도), 구조체의 변형을 각각 계측하였으며 실험결과를 분석하였다. 본 연구를 통해 석션압을 이용한 원형강관 가물막이 공법을 검증하였으며, 석션 설치공법이 다양한 해양 구조물 시공에 활용 될 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.494-503
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• 2010

This paper reviews research trend in suction bucket foundation. Wind energy farm has been considered as an efficient alternative to fuel energy as world markets attempt to discover renewable resources. Recently, Korean government initiated the research projects investigating installation method of offshore wind energy foundation and design guideline as well as verifying feasibility of offshore wind farm. In fact, the installation of monopile and gravity type foundation has been sucessfully carried out in European and other advanced countries, and design guideline of those foundations are well established; however, various types of foundation would be necessary in the near future as offshore wind farm demands abundant wind resources in deep sea. In this paper, bucket foundation is spot lighted as a powerful and economic alternative applicable to deep sea condition.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.35-43
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• 2020

현재 국내에서 하천/해상 교량 공사시 교량기초 설치를 위한 가시설로서 원형 단면의 가물막이(cofferdam)를 많이 적용하고 있다. 기존 케이슨(caisson), 시트파일(sheet pile), 셀(cell) 식 등의 가물막이 공법이 많이 활용되고 있으나 이러한 공법은 설치 및 해체시 많은 시간과 비용이 소요된다. 해상공사에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 시트파일 공법의 경우 지반 관입에 의한 시트파일 손상과 요소 부재 연결 작업의 어려움으로 내적 및 외적 안정성 확보를 위해 주의가 필요하다. 본 연구에서는 서해안 연약지반을 대상으로 원형강관의 석션관입성 설계를 수행하였고, 현장실험을 통하여 원형강관 석션관입 시공이 가능한 것을 확인하였다. 그리고 표준관입시험(N치) 결과보다 콘관입시험(CPTu)을 이용한 지반 분석 결과를 설계에 적용하는 것이 현장 실험 결과와 보다 유사한 결과를 나타내는 것을 확인하였다. 또한 실트질 사질토 지반에서 상한석션압 이상의 석션압을 적용시 가물막이 내부의 국부적인 파괴(piping 현상)를 유발하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.517-520
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• 2005

The embedded suction anchor(ESA) is and anchor that is driven by a suction pile. The cross-sectional shape of the ESA anchor is circle. Its diameter is the same as that of the suction pile that is used to drive it into the seafloor. For the installation, the anchor is attached to the tip of the suction pile and then driven as a unit with the pile by and applied suction pressure. Once the ESA anchor reaches the desired depth, the pile is retrieved by applying a positive pressure. Finally, only the ESA anchor remains in the soil layer. This paper presents the results of centrifuge model tests to investigate ESA pullout capacity. The main parameters that have effects on the pullout capacity of ESA may include g-level, embedded depth, direction of loading, and loading point. The results of tests show that the pullout loading capacities increase as the loading point shift toward the tip of the anchors for a given loading direction. They also indicate that the loading point associated with the maximum pullout loading capacity is located at approximately 67 percent of the anchor length from the top for the horizontal load.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.103-116
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• 2014

본 논문에서는 석션파일의 하중지지력 및 압밀 거동에 대한 수치해석 내용을 다루었다. 수치해석에서는 파일-지반 간 인터페이스 거동이 고려된 3차원 모델을 적용하여 석션파일의 길이 대 직경 비, 하중 형태(수직하중, 수평 및 조합하중)를 변화시키며 해석을 수행하고 그 결과를 토대로 수직 및 수평지지력 거동 특성을 고찰하였다. 아울러 임의의 수직하중이 작용하는 조건에 대해 응력-간극수압 연계해석을 수행하여 석션파일의 하중재하 후 압밀거동을 고찰하였다. 해석 결과 석션파일의 지지력은 석션파일과 지반간의 상호작용 모델링 여부에 따라 큰 차이가 발생하는 것으로 검토되어 인터페이스 모델링의 중요성이 부각되었으며 산정된 하중지지력 결과를 토대로 제시된 조합하중에 대한 파괴포락선을 제시하였다. 아울러 응력-간극수압 연계해석에 근거한 압밀해석 결과를 분석한 결과 석션파일은 주면마찰이 주 하중지지 구조인 관계로 수직하중 재하시 과잉간극수압 발생량 및 압밀침하량은 미미한 것으로 검토되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.267-273
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• 2020

석션 앵커는 비교적 간편한 설치 방식과 높은 안정성으로 인해 부유식 구조물을 고정하기 위한 기초로 사용된다. 최근, 허용 변위가 작은 부유식 구조물이 증가함에 따라, 석션 앵커의 유발 변위 평가에 대한 수요가 높아졌다. 하지만, 기존 석션 앵커의 연구는 앵커 지지력 평가에 초점을 두었으며, 앵커의 변위에 관한 연구는 중점적으로 수행되지 않았다. 특히, 경사진 하중을 받는 석션 앵커의 주된 변위인, 회전 거동을 평가한 연구는 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 경사 인발 하중이 작용하는 석션 앵커의 회전 거동을 모형실험을 통해 비교 및 분석 하였다. 모형실험은 센트리퓨지 실험 장비를 사용하였으며, 실험 변수로는 하중의 경사도, 앵커의 크기 및 종횡비가 고려되었다. 하중-회전 변위 곡선을 산정하여, 실험 변수에 따른 석션 앵커의 회전량을 비교하였다. 실험 결과, 석션 앵커의 회전 거동은 하중의 경사도에 큰 영향을 받았으며, 앵커의 크기 및 종횡비에 따른 회전량의 차이는 크지 않았다.