• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제1권1호
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• pp.35-47
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• 1997

The consequences associated with ships running aground depend very much on the soil characteristics of the sea bed and the geometrical shape of the ship bow. The penetration into the sea bed depends on these factors and the penetration is an important factor for the ship motion because it influences the ship heave and pitch motions as well as the friction between the ship and the soil. In this paper a rational calculation model is presented for the sea bed soil reaction forces on the ship bottom. The model is based on the assumption that the penetration of the ship bow generates a flow of pore water through the grain skeleton of the soil. The flow is governed by Darcy\`s law and it is driven by the pressure of the pore water at the bow. In addition to this pore water pressure, the bow is subjected to the effective stresses in the grain skeleton at the bow surface. These stresses are determined by the theory of frictional soils in rupture. Frictional stresses on the bow surface are assumed to be related to the normal pressure by a simple Coulomb relation. The total soil reaction as a function of velocity and penetration is found by integration of normal pressure and frictional stresses over the surface of the bow. The analysis procedure is implemented in a computer program for time domain rigid body analysis of ships running aground and it is verified in the paper through a comparison of calculated stopping lengths, effective coefficients of friction, and sea bed penetrations with corresponding experimental results obtained by model tests as well as large, scale tests.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1417-1431
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• 1994

본 연구에서 삼축압축시험기를 이용하여 낙동강유역 모래에 대한 상대밀도, 전단변형어속도, 구속압력의 변화에 의한 전단강도 특성을 고찰하였다. 그리고 Lade 모델과 수정 Lade 모델의 결과는 실험에 의하여 비교하였다. 전단변형제어속도, 상대밀도 그리고 구속압력변화에 의한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 낙동강유역의 모래에 대해 Coulomb의 식을 이용할 수 있는 응력의 한계는 변형제어속도가 0.08%/min일 때 120~200 kpa이고 0.5%/min일 때 120~150 kpa의 범위로 고찰되었다. 이들 한계범위들은 석회질 모래나 양입도의 석영질 모래에 비해 적게 나타났다. 2) 변형제어속도와 상대밀도 모두가 Lade 모델과 수정 Lade 모델에 필요한 매개변수에 많은 영향을 미친다. 따라서 현장에서는 하중조건과 지반조건을 정확히 파악하여 적절한 매개변수를 사용하는 것이 중요하다. 3) 변형제어속도와 상대밀도의 변화에 따른 구성모델식에 의한 파괴시 주응력비는 전반적으로 변형제어속도에는 큰 영향을 받지 않으나, 상대밀도와 구속압력이 구성 모델식의 결과에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 낙동강유역의 모래에 대한 응력-변형거동의 정확한 예측을 위해서는 다양한 조건에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 4) Lade 모델과 수정 Lade 모델에서 결정된 파괴시 주응력비와 파괴포락선의 내부마찰각을 실측치와 비교한 결과, 본 연구에서 사용된 구속응력 범위내에서는 Lade 모델이 수정 Lade 모델보다 평균적으로 실측치에 더 근접함을 보여 주었다.