• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.167-173
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• 2014

석션 매입 앵커(Embedded Suction Anchor; ESA)는 석션 기초(Suction Pile or Caisson)을 이용하여 앵커를 지중에 매설한 후 인발에 저항하는 계류앵커형식이다. 본 연구에서는 ALE (Arbitrary Larangan Eulerian) Adpative Meshing 기법을 이용한 수치해석을 통해 석션 매입 앵커의 인발 거동을 모사하고, 그 결과를 기존 연구에서 수행된 원심모형 실험 및 한계 평형법을 이용한 해석적 방법의 결과와 비교 분석 하였다. 이를 통해 앵커의 수평 연직 경사 방향의 인발 거동을 평가하였으며, 수치 해석 결과, 수평 재하 시 중간 위치에서 가장 큰 저항력을 발휘하는 것으로 나타났다. 연직 재하의 경우 재하 위치와 무관하게 유사한 저항력이 발휘 되었으며, 수평 저항력이 가장 큰 중간 위치에서 경사 하중을 가한 결과 경사각이 증가할수록 인발 저항력이 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권11호
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• pp.61-69
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• 2014

본 연구에서는 수치해석을 이용하여 모래지반에 설치된 병렬식 그룹석션앵커의 인발하중에 대한 거동을 분석하였다. 단일형과 병렬식 그룹석션 앵커에 대한 수치 모델을 구성하고 인발하중을 재하하여 하중재하점의 위치, 길이/직경비, 하중경사 및 단위앵커간 간격에 따른 그룹형 석션앵커의 인발지지력에 대한 영향을 연구하였다. 더블형과 트리플 그룹앵커의 인발지지력은 단일앵커의 인발지지력 대비 1.7배와 2.4배로 나타났고, 설치간격이 증가함에 따라 그 증가율은 증가하였다. 하중재하점, 하중경사, 단위앵커의 형상비의 차이는 그룹앵커의 인발저항력 증가비에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.182-189
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• 2015

ESA는 석션파일에 의해 설치되는 영구적인 해양구조물기초의 한 형태이다. 인발에 대한 정착하중을 증가시키기 위해, 3개의 수직플랜지가 120도의 간격으로 앵커표면을 따라 부착되어있다. ESA 거동에 영향을 미치는 여러 매개변수의 영향을 찾기 위해 고안된 분석적 해법을 이용한 분석적 매개변수 연구가 이루어졌다. 분석의 결과는 앵커의 매입깊이와 흙의 강도가 증가할 때 ESA의 부담하중도 증가하는 것으로 나타났으며, 그리고 하중 경사각이 증가할 때는 감소하는 것으로 나타났다. 또한 사각형의 투영된 면적을 가진 ESA는 앵커길이의 중심에서 수평적으로 인발될 때 가장 큰 인발력을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2428-2435
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• 2014

해상에 활용되는 계류앵커형식 중 한 종류인 석션 매입 앵커(Embedded Suction Anchor; ESA)의 점토지반에서 인발 저항력을 평가하기 위해 ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) Adaptive Meshing기법을 적용한 수치해석을 수행하였다. 기존에 수행된 원심모형 실험과 한계 평형법을 이용한 해석적 방법의 결과와 비교 분석을 통해 수치해석 기법을 검증하고, 이를 이용해 앵커의 수평, 연직, 그리고 경사 방향의 인발 저항력을 평가하였다. 더불어 경사 방향의 재하 이전에 앵커를 경사각만큼 회전시켜 앵커에 수직한 방향으로 인발이 가해지도록 하여 그 거동을 평가하였다. 그 결과, 수평 재하 시 중간 위치에서 가장 큰 저항이 발휘되었고, 연직 재하의 경우 재하 위치에 따른 저항력의 차이가 크게 나타나지 않았다. 앵커의 중간 위치에서 경사 재하 결과 경사각이 증가할수록 인발 저항력이 감소하였으며, 초기회전이 있는 앵커의 경우 초기회전각이 30도 이하일 때 인발저항력이 일정한 결과를 보였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제33권5호
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• pp.25-33
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• 2017

• 대한토목학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.317-325
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• 2019

석션 케이슨은 설치 수심제한이 적고, 비교적 단순한 설치공정과 빠른 시공이 가능하기 때문에 해양 구조물용 앵커 및 기초형식으로 활용되고 있으며 그 적용이 점차 확대되고 있다. 석션 케이슨 기초의 설계는 지반의 지지력 및 안정성 검토가 중심이 되며, 관련 설계기준에서 해석 방법을 제시하고 있다. 반면, 케이슨의 구조적 안전성 분석은 방법이 정형화되지 않았으며 특히 케이슨에 작용하는 하중 모델링에 대한 명확한 산정 방법이 정립되지 않아 석션 케이슨 단면 설계에 어려움이 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 이론 및 수치적 침투해석을 통해 석션압에 의해 발생되는 케이슨 내외부의 간극수압 크기 및 분포를 분석하고, 이를 바탕으로 구조해석에 적용할 수 있는 합리적인 하중 평가 방법을 제시하였다. 추가적으로 관입깊이, 투수계수의 이방성, 석션압 변화가 내외벽에 작용하는 간극수압에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권1호
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• pp.59-66
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• 2013

A suction anchor is one of the most popular anchors for deepsea floating systems. An anchor used for catenary mooring is predominantly under a horizontal load. In this study, the behavior of a suction anchor installed in cohesionless soil was investigated when the anchor was mainly subjected to a horizontal load induced by a catenary line. In order to study the behavior of the suction anchor, 3D FEM analysis models were developed and analyzed. Depending on the location of the load (padeye), the ultimate horizontal load was monitored. The distributions of the reaction forces around the anchor induced by the seabed were analyzed using the circumferential stress to understand the behavior of the suction anchor under a horizontal load.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2015

최근 해양구조물의 건설이 활발해짐에 따라 해상 부유식 구조체를 경제적으로 지지할 수 있는 새로운 앵커형식을 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 대구경 단일형 석션파일 대신에 다수의 중구경 석션파일을 콘크리트 파일캡으로 결합한 그룹 석션파일에 대하여 연구하였다. 그룹 석션파일은 이동과 회전이 함께 발생하는 복잡한 지지거동을 보이기 때문에 일반적인 설계법을 적용하기 어렵다. 그러므로, 본 연구에서는 점성토 지반에 근입된 그룹 석션파일의 수평방향 지지력을 산정하는 수치 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 파일을 보요소, 주변지반의 저항력을 비선형 스프링으로 모사한다. 본 기법의 적용성을 분석하기 위하여 동일한 조건에 대하여 3차원 유한요소해석을 수행하여 수평방향 하중-변위 곡선을 서로 비교하였다. 비교결과, 제안된 기법이 지지력을 과소평가하고 최대 지지력이 발생하는 변위는 크게 산정하는 것으로 나타났다. 그러므로, 유한요소해석 결과를 실제거동을 모사할 수 있는 정밀해로 가정한 후 개발된 설계 모델링 기법의 결과를 보정할 수 있는 지반저항력 보정계수를 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.7-17
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• 2019

대형 해상 구조물 시공이 증가됨에 따라 석션 가물막이 또한 대형화되고 있고, 이로 인해 가물막이 상판의 휨 변형을 효과적으로 억제하기 위한 상판 보강 설계가 가물막이 설계의 핵심적인 요소가 된다. 본 연구는 석션 가물막이 상판의 보강으로 인한 구조 거동 변화를 유한요소모델을 이용해 분석하고, 효과적인 상판 보강 배치 방안 도출을 위한 통찰을 제공하고자 한다. 기존 석션 앵커를 조사하여 각형 석션 가물막이 상판의 여러 보강 유형을 결정하였으며, 각 보강 상판을 분석하였다. 보강 상판의 응력과 변형을 비교하여 구조성능을 평가하였고, 추가로 상판 가장자리의 반력 분포를 분석함으로써 보강재 배치가 상판-케이슨 벽체 연결부에 미치는 영향을 함께 조사하였다. 유한요소해석 결과로부터, 방사방향 보강재가 상판의 처짐 및 응력 감소에 크게 기여한 반면, 상판-벽체 연결부의 수평 전단력을 집중 및 증가시켜 연결부 설계에 불리하게 작용함을 확인할 수 있었다. 또한, 내/외측 환형 보강재는 자체 보강 효과가 미미하나, 부분적으로 배치된 방사 보강재와 함께 연결해 배치되면 응력 및 처짐 개선에 기여함을 알 수 있었다.