Calculation of Expected Damage to Breakwater Armor Blocks Considering Variability In Wave Direction

In this study, the reliability design method developed by Hanzawa et al. in 1996 for calculation of the expected damage to armor blocks of a horizontally composite breakwater is extended to take into account the variability in wave direction such as directional spreading of waves, obliquity of the design principal wave direction from the shore-normal direction, and its variation about the design value. To calculate the transformation of random directional waves. the model developed by Kweon et al. in 1997 is used instead of Goda's model, which was developed in 1975 for unidirectional random waves normally incident to a straight coast with parallel depth contours and has been used by Hanzawa et al. It was found that the variability in wave direction had great influence on the computed expected damage to armor blocks. The previous design, which disregarded wave directionality, could either overestimate or underestimate the expected damage by a factor of two depending on water depth and seabed slope, if the assumption of the present study that the stability formula for breakwater armor blocks proposed for normal incidence can be used for obliquely incident waves is valid.

파향의 변동성을 고려한 방파제 피복 블록의 기대피해 계산

본 연구에서는 1996년에 Hanzawa et al.이 수평혼성방파제 피복 블록의 기대피해를 계산하기 위해 개발한 신뢰성 설계법을 방향 불규칙 파의 방향 분산, 심해 설계 주파향이 해안선에 직각 방향으로부터 기울어진 각도, 심해 주파향의 설계치에 대한 편차 등과 같은 파향의 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 심해로부터 방파제 설치 위치까지의 파랑 변형을 계산하기 위하여 Hanzawa et al.은 평행한 등심선을 갖는 직선 해안에 직각으로 입사하는 일방향 불규칙파를 가정하여 1975년에 Goda가 개발한 모형을 사용하였다 본 연구에서는 방향 불규칙파의 변형을 계산하기 위하여 1997년에 Kweon et al.이 개발한 모형을 사용하였다 계산 결과. 파향의 변동성이 피복 블록의 기대피해 계산에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 만일 본 연구에서 가정한 바와 같이, 방파제에 직각으로 입사하는 파랑에 대한 피복석의 안정공식이 비스듬히 입사하는 파랑에 대해서도 유효하다. 면 파랑의 방향성을 무시한 종래의 설계법은 수심과 바닥경사에 따라 기대피해를 두 배 정도까지도 과대산정 혹은 과소산정 할 수 있을 것이다.