• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.15-17
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• 2012

파, 해저지반 및 해안 해양구조물과의 관계는 해안공학뿐만 아니라 지반공학 분야에서도 중요한 이슈중의 하나이며, 파랑에 의한 해저지반 내부의 압력 및 응력의 파악은 다양한 해안 해양 구조물의 기초 설계 및 해저 연안 지반의 불안정성 검토에 있어서 중요한 과제이다. 해저 지반의 불안정에 대한 문제 중, 파랑에 의한 해저지반의 액상화는 기존의 연구를 통하여, 두개의 메커니즘이 존재한다는 것이 밝혀졌으며, 이는 각각 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 과잉간극수압의 변동 특성 및 잔류 특성에 따른 것이다. 이 연구에서는 중복파에 의해 해저지반 내부에 에 발생하는 과잉간극수압에 대하여 수치해석을 하였으며, 발생하는 과잉간극 수압 중 잔류 과잉간극수압의 발생 특성과 실험 결과를 비교 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제12권1호
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• pp.143-152
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• 1998

해안구조물 설치시 기초지반의 안정성 해석을 위한 파랑에 기이한 액상화 메카니즘을 과잉간극수압(excess pore pressure) 현상과 관련하여 논의하였다. 과잉간극수압 발생 메커니즘에 있어서 두 가지 형태, 즉 변동과잉간극수압 (Oscillatory excess pore pressure) 및 잔류과잉간극수압 (Residual excess pore pressure) 각각에 기인한 액상화의 특성을 구명하였다. 또한, 과잉간극수압 및 해저지반의 액상화 가능성에 대한 평가공정을 제시하였는데 이는 모형실험과 현장관측자료에 의해 그 적용성이 검증되었다. 이러한 평가공정(Assessment Procedures)은 투수성 해저/기초 지반의 액상화를 추정하는데 이용될 수 있다. 해안구조물 기초 설계 및 해저 지반의 안정성 평가시 액상화의 가능성 또는 과잉간극수압의 적절한 평가.고려가 무엇보다 중요하다고 사료된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권2호
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• pp.173-179
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• 2013

파랑과 해저지반 그리고 해안 해양 구조물과의 상호작용은 지반공학뿐만 아니라 해안공학 분야에서도 중요한 이슈중의 하나이며, 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 응력 및 간극수압 거동의 파악은 다양한 해안 해양 구조물의 기초 설계 및 해저 연안 지반의 불안정성 검토에 있어서 중요한 과제이다. 해저지반의 불안정에 대한 문제 중, 파랑에 의한 해저지반의 액상화는 기존의 연구를 통하여, 두개의 메커니즘이 존재한다는 것이 밝혀졌으며, 이는 각각 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 과잉간극수압의 변동 특성 및 잔류 특성에 따른 것이다. 본 연구에서는 일본 시코쿠 코치(高知)현에 위치하고 있는 코치항에서 채취한 토사에 대한 동적 특성을 고려하여, 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 침투류에 의한 잔류과잉간극수압에 대하여 해석을 하였으며, 더 나아가, 코치항에서 계측된 값과 비교 분석을 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.27-40
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• 2014

지금까지의 방파제 침하와 관련된 연구는 주로 해석위주의 수치모형실험 또는 축소모형을 이용한 실내수조모형실험을 통해 이루어졌다. 현재까지 실제 방파제 구조물에서 계측된 침하를 이용한 연구는 이루어지 않았다. 본 연구에서는 실제 케이슨 방파제에서 장기간 계측된 침하 자료를 분석해 정성적인 측면에서 파동에 의한 케이슨의(하부지반 포함)침하 경향과 그 원인을 분석하였다. 분석 결과, 케이슨 침하에 파랑의 영향이 있음을 분명하게 확인할 수 있었다. 특히 태풍과 같은 고파랑 조건에서는 그 경향이 뚜렷하게 나타났다. 케이슨 침하는 파랑에 의한 해저지반에서의 진동과잉간극수압과 잔류과잉간극수압의 합으로 표현되는 과잉간극수압의 증가에 의한 지반의 액상화와 축적된 과잉간극수압의 소산에 따른 지반의 고밀도화 과정을 통해 발생된다. 케이슨 하부 지반의 과잉간극수압 거동은 전적으로 케이슨 거동에 지배된다. 고밀화과정을 경험한 지반은 동급의 또는 그 보다 작은 파랑 조건에서는 액상화 발생 가능성이 현저하게 줄어들어 결과적으로 침하 발생도 감소된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.49-64
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• 2014

해안 및 해양구조물 하부의 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 과잉간극수압(진동과잉간극수압과 잔류과잉간극수압의 합)이 크게 발생할 수 있고, 이어지는 유효응력의 감소에 따라 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 일단, 지반액상화가 발생 및 진행되면 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 특히, 중력식구조물이 설치된 하부지반내에서는 파작용에 의한 큰 과잉간극수압과 작은 유효응력으로 부터 발생되는 지반액상화의 여부를 정확히 예측할 필요가 있고, 이러한 지반의 동적거동 특성은 설계에 충분히 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원수치파동수로를 불규칙파동장으로 확장한 수치해석법을 적용하여 해저지반상 및 구조물의 표면상에서 시간변동의 동파압과 유속에 의한 전단응력을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 해저지반응답용의 수치해석프로그램 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)에 입력치로 적용하여 해저지반내에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시공간적인 변화, 이로 인한 액상화, 그리고 지반의 시간변형과 구조물의 시간변위를 정량적으로 평가한다. 이로부터 해저면상에서 전단응력을 고려한 경우 구조물 전면의 하부해저지반에서 액상화 가능성을 확인할 수 있었고, 액상화된 토립자는 흐름에 저항력을 상실하므로 세굴로 이어질 것으로 판단된다. 따라서, 태풍시 고파랑의 작용이 장시간 지속되는 경우 구조물의 전면에서는 지반액상화로 인한 지반강도의 현저한 저하로 구조물의 진동변위가 더욱 크게 발생되고, 더불어 구조물의 안정성에 영향을 미칠 것으로 예상된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.161-170
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• 2002

본 논문은 최적화기법을 이용하여 현장에서 수행된 피에조콘 소산시험의 초기 경향으로부터 평형간극수압과 지반의 강성지수$(=G/s_u)$를 역해석하는 기법에 관하여 기술하였다. 피에조콘 관입으로 인해 콘 주변에 발생된 초기 과잉간극 수압의 크기 및 분포, 그리고 연속된 간극수압 소산과정은 Randolph & Wroth(1979)가 제안한 해석적 해를 이용하여 지반의 강성지수의 함수로 표현되었다. 제안된 기법에서는 주어진 강성지수에 대해 정규화 된 이론 소산곡선과 평형간극수압으로 정규화 된 피에조콘 관측 소산곡선이 가장 일치하도록 하는 평형간극수압과 지반의 강성지수가 최적화기법을 이용하여 결정되었다. 제안된 기법을 압밀이 진행중인 지반에서 관측된 피에조콘 소산시험 결과(Tanaka & Sakagami, 1989) 해석에 적용하였고 역해석된 평형간극수압과 현장에서 관측된 평형간극수압의 크기를 비교하였다. 또한 제안된 기법으로 얻어진 지반의 강성지수와 평형간극수압을 바탕으로 수평압밀계수를 추정하였으며 일차원 압밀실험 결과와 비교하였다. 그 결과 제안된 기법이 지반에 잔류하는 평형간극수압의 크기를 매우 정확하게 예측함을 알 수 있었고 역해석 된 강성지수를 이용한 압밀계수의 추정이 타당함을 알 수 있었다. 또한 얻어진 강성지수의 변형 률수준에 관한 검토결과 피에조콘 해석을 위한 강성지수는 중간 또는 대변형 상태의 변형상태에 해당하는 값을 사용하는 것이 타당할 것으로 판단되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제24권5호
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• pp.39-47
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• 2010

In this paper, a total stress analysis method for gravity quay walls is suggested. The method can evaluate the displacement of the quay walls considering the effect of excess pore pressure developed in backfill soils. This method changes the stiffness of backfill soils according to the expected magnitude of the excess pore pressure. For practical application, evaluation methods are suggested for determining the excess pore pressure ratio developed in the backfill soils and the backfill stiffness that corresponds to the excess pore pressure ratio. This method is important in practical applications because the displacement of the quay walls can be evaluated by using only the basic input properties in the total stress analysis. The applicability of the suggested method was verified by comparing the results of the analysis with the results of 1-g shaking table tests. From the comparison, it was found that the calculated displacements from the suggested method showed good agreement with the measured displacements of the quay walls. It was also found that the excess pore pressure in backfill soils is a governing influence on the dynamic behavior of quay walls.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.132-145
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• 2016

잠제와 같은 중력식구조물 하부 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 토립자 내 간극의 체적변화를 일으키는 과정에서 과잉간극수압이 크게 발생될 수 있고, 이에 따른 유효응력의 감소에 의하여 구조물 근방 및 하부의 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 지반액상화가 발생 및 발달되면 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 본 연구에서는 2차원수치파동수로를 불규칙파동장으로 확장한 수치해석법과 유한요소법에 기초한 탄 소성지반응답용 수치해석프로그램을 적용하여 규칙파동장 하에서 잠제의 변위, 그리고 해저지반 내에서 간극수압(진동성분과 잔류성분), 간극수압비 등과 같은 지반거동의 시 공간변화로부터 액상화 가능성을 정량적으로 평가한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.177-190
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• 2016

잠제와 같은 중력식구조물 하부 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 토립자내 간극의 체적변화를 일으키는 과정에서 과잉간극수압이 크게 발생될 수 있고, 이에 따른 유효응력의 감소에 의하여 구조물 근방 및 하부의 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 지반액상화가 발생 및 발달되면 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 이에 대하여 Lee et al.(2016)은 규칙파를 대상으로 검토하였고, 여기서는 불규칙파랑을 대상으로 규칙파 해석에서 적용된 동일한 수치해석법을 적용하여 불규칙파동장하에서 잠제의 동적변위, 그리고 해저지반내에서 간극수압(진동성분과 잔류성분), 간극수압비 등과 같은 지반거동의 시 공간변화를 규칙파의 경우와 대비하면서 액상화 가능성을 정량적으로 평가한다. 이로부터 한정된 본 계산결과이지만 잠제하의 해저지반내에서 액상화 평가시 불규칙파의 유의파에 해당하는 파랑조건을 규칙파로 해석하는 것이 더욱 안정적인 설계로 된다는 등의 중요한 결과를 도출할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.367-380
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• 2014

지진해일파(tsunami)에 의한 피해로 소중한 인명손실뿐만 아니라 침수 범람에 의한 가옥과 같은 건물의 유실 및 방파제, 교량 및 항만과 같은 사회간접자본의 심각한 파괴 등을 들 수 있다. 본 연구의 대상인 연안구조물에서 피해원인으로 먼저 큰 지진해일파력을 고려할 수 있지만, 더불어 기초지반에서 세굴과 액상화와 같은 지반파괴를 고려할 수 있다. 진동성분과 잔류성분으로 구성되는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 감소로 해저지반내에 액상화의 가능성이 나타나고, 액상화가 발생되면 그의 진행에 따라 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아지게 된다. 본 연구에서는 2D-NIT(Two-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델로 부터 고립파를 조파시켜 직립호안 및 해저지반상에서 시간변동의 동파압을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적응답과 구조물의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 유한요소법에 기초한 탄 소성해저지반응답의 수치해석프로그램인 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)모델에 입력치로 적용하여 해저지반 및 직립호안의 주변에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시 공간변화, 지반변형, 구조물의 변위 및 지반액상화 등을 정량적으로 평가하여 직립호안의 안정성을 평가한다.