• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.138-148
• /
• 2012

경사제에 불규칙하게 작용하는 임의 크기의 다중하중으로 인해 피복재의 안정성에 대한 성능이 시간에 따라 어떻게 달라지는지를 해석할 수 있는 추계학적 신뢰성 해석 모형이 개발되었다. Hudson의 공식과 Melby 공식을 이용하여 재현기간에 따른 파고의 함수로 경사제 피복재의 초기 저항력 크기와 피해율을 확률적으로 산정할 수 있는 새로운 방법이 제시되었다. 생애기간에 대한 신뢰성 분석을 실시하여 시간에 따른 다중하중의 작용과 사용한계나 극한한계 등 한계상태에 따른 구조물의 성능을 올바로 해석할 수 있었다. 마지막으로 보수보강 목표확률을 시간에 따른 누적파괴확률의 결과와 조합하여 구조물 유지관리에서 가장 중요한 변수인 보수보강 시점을 정량적으로 산정할 수 있는 방법이 제시되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.52-62
• /
• 2013

경사제 피복재의 시간에 따른 파괴확률을 산정할 수 있는 추계학적 Markov 확률모형을 개발하였다. 하중발생에 대한 CP/RP 해석과 누적피해사건에 대한 DP 해석을 결합하여 수학적 모형을 수립하고 경사제 피복재에 적용하였다. 피복재의 피해수준에 대한 정의와 MCS 기법을 이용하여 이행확률을 산정하고 분석하였다. 산정된 이행확률들은 확률적으로나 물리적으로 만족해야하는 제약조건들을 잘 충족한다. 또한 경사제 피복재의 설계와 관련하여 중요한 변수로 생각되는 재현기간 및 안전율의 변화에 따른 시간 의존 파괴확률을 산정하여 그 거동 특성을 자세히 비교 분석하였다. 특히 시간 의존 파괴확률이 이전단계의 피해수준에 의해 어떻게 달라지는지를 정량적으로 해석할 수 있었다. 마지막으로 유지관리에서 가장 중요한 보수보강 시점을 결정할 수 있는 두 가지 접근방법을 제시하고 경제성 분석을 포함한 다양한 해석이 수행되었다.

• 산업기술연구
• /
• 제24권A호
• /
• pp.205-214
• /
• 2004

Static reliability models are introduced to analyze the armor stability of rubble-mound breakwaters. Contrasted to the deterministic model, reliability models can estimate the probability of failure directly and calculate the influence of each design variables quantitatively. Thus, it can be possible to design armor units of the rubble-mound breakwaters rationally. In this study FMA(First-order Mean-value Approach), FDA(First-order Design-value Approach) and AFDA(Approximate Full Distribution Approach) of Level II approach of static reliability methods are used to analyze the armor stability of rubble mound breakwaters. The limitations and applications of each approach are studied straight-forwardly.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.1007-1015
• /
• 2013

하중 발생과정에 따른 누적피해의 선형뿐만 아니라 비선형 거동을 해석할 수 있는 추계학적 확률모형이 수립되었다. 여러 종류의 피해강도함수를 도입하여 내용년수의 파괴확률과 비선형 누적피해의 거동이 자세히 해석되었다. 특히 본 연구에서는 저항한계를 임의의 분포함수를 갖는 확률변수로 취급하여 한계상태의 불확실성을 고려하였다. 또한 피복재에 대한 피해수준을 이용하여 처음으로 추계학적 확률모형을 경사제에 적용하였다. 실험 자료와의 비교를 통해 추정된 경사제 피복재에 대해 피해강도함수를 이용하여 내용년수에 따른 파괴확률과 비선형 누적피해의 거동을 해석하였다. 마지막으로 해석 결과를 이용하여 경사제 피복재의 보수 보강 시점과 최소한의 보수 보강규모를 정량적으로 산정할 수 있는 예방적 유지관리 방법을 제시하였다.

• 산업기술연구
• /
• 제24권A호
• /
• pp.215-226
• /
• 2004

A dynamic reliability model which can take into account the time history of loading sequences may be applied to the analyses of the hydraulic stability of armor units on rubble-mound breakwaters. All the parameters related to the stability of structures have been considered to be constants in the deterministic model until now. Thus, it is impossible to study the effects of some uncertainties of the related random variables on the stability of structures. In this paper, the dynamic reliability model can be developed by POT(Peak Over Threshold) method in order to take into account the time history of loading sequences and to investigate the temporal behaviors of stability of structure with its loading history. Finally, it is confirmed that the results of dynamic reliability model agree with straight- forwardly those of AFDA(Approximate Full Distribution Approach) of the static reliability model for the same input conditions. In addition, the temporal behaviors of probability of failure can be studied by the dynamic reliability model developed to analyze the hydraulic stability of armor units on rubble-mound breakwaters. Therefore, the present results may be useful for the management of repair and maintenance over the whole life cycle of structure.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.276-284
• /
• 2013

비선형 누적피해모형과 경제성 모형을 결합하여 경사제 피복재를 예방적으로 최적 유지관리할 수 있는 추계학적 기대비용모형을 제안하였다. 기존 모형과의 비교를 통해 만족스럽게 검증되었으며, 관련 변수들의 민감도 분석도 자세히 수행하였다. 구조물의 중요도, 피해강도함수 그리고 저항한계에 따른 단위시간당 기대비용이 최소가 되는 최적의 보수 보강 시간을 산정할 수 있었다. 마지막으로 개발된 추계학적 기대비용모형을 경사제 피복재에 적용하였다. 구조물의 유지관리 비용과 편익을 최적화하여 어느 시점에 설계 당시 수준으로 보수 보강이 이루어져야 하는지를 정량적으로 결정할 수 있었다.

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

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.191-201
• /
• 2016

추계학적 확률과정을 이용하여 경사제 피복재를 예방적으로 유지관리할 수 있는 조건기반모형을 개발하였다. 완전 보수보강 조건에서 가장 경제적으로 보수보강이 수행되어야 하는 최적의 시점을 결정할 수 있는 모형이다. 본 연구에서 개발된 RRP(Renewal Reward Process) 기반 경제성 모형은 이자율을 고려할 수 있을 뿐만 아니라 기존 연구에서 상수로 취급하던 비용을 시간에 따른 확률변수로 고려할 수 있다. 누적피해와 사용한계 그리고 구조물의 중요도를 모두 고려할 수 있는 함수식을 제시하여 ABM(Age-Based Maintenance)을 CBM(Condition-Based Maintenance)으로 쉽게 확장할 수 있게 하였다. 또한 함수식에 포함된 계수들을 수학적으로 산정할 수 있는 방법도 제시하였다. 두 가지 추계학적 확률과정, WP(Wiener Process)와 GP(Gamma Process)를 이용하여 경사제 사석재를 해석하였다. 사용한계, 이자율 그리고 구조물의 중요도에 따라 시간에 따른 기대총비용율을 산정하여 기대총비용율이 최소가 되는 예방적 유지관리의 최적 시점을 쉽게 추정할 수 있었다. 동일한 사용한계에서 이자율이 높을수록 최적시점은 늦어지고 그에 따라 기대총비용율도 낮아졌다. 또한 상대적으로 GP가 WP보다 더 보수적으로 최적시점을 예측하였다. 마지막으로 동일한 조건에서 구조물의 중요도가 높을수록 더 자주 예방적 보수보강을 실시하여야 한다는 것을 알았다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.295-305
• /
• 2010

국내 경사식 방파제는 거의 매년 태풍 피해를 지속적으로 입고 있지만 피복블록의 침식피해를 정량적으로 분석한 사례가 드물다. 본 논문에서는 피복블록의 침식을 상대피해로 표준화하여 나타내었다. 블록의 이탈 개수가 조사된 경우에는 이를 블록의 전체 개수로 나누어 상대피해를 계산하였으며, 피해 복구 비용이 조사된 경우에는 현재 가치로 환산한 복구 비용과 상대피해의 관계를 이용하여 상대피해를 산정하였다. 상대 피해는 태풍 매개변수인 중심기압 및 최대풍속과 지역별로 뚜렷한 상관관계를 보였다. 또한 기존 누적 피해 계산 방법 중에서 합리적 방법을 선정하기 위해 수리모형 실험결과와 두 가지 수치 모의 방법을 비교하였다. 본 연구에서 Melby and Kobayashi (1998) 방법이 합리적임을 증명하였고 이 방법으로 계산된 상대피해를 관측된 상대피해와 비교하였다. 여수항 동방파제에서 관측된 상대피해와 수치 모의 결과는 잘 일치하지만 나머지 방파제에서는 상당한 차이를 보였다. 이는 기후변화에 따른 태풍 강도의 증가로 방파제의 설계파고보다 큰 파고가 사용년수 동안에 발생하여 실제 상대피해가 증가된 것으로 추정된다.

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