• 한국음향학회지
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• 제35권4호
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• pp.261-271
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• 2016

지반에 인입된 파일에 대한 거동 해석은 지반의 비선형 거동 특성으로 인해 일반적으로 유한요소에 기반한 수치적인 방법을 주로 이용한다. 그러나 수치 해석은 파일-지반 모델링 및 연산에 많은 노력과 시간을 요구하므로 파일의 제원과 지반 물성치가 확정되지 않은 초기 설계 단계에서는 활용에 많은 한계를 갖는다. 반면, 지반을 선형화한 이론해석의 경우 수치 해석에 비해 모델이 단순하고 연산 시간이 매우 짧으므로, 해석의 신뢰성이 확보된다면 지반-지지구조의 거동 특성을 초기에 예측하는데 유용할 것이다. 본 연구에서 대상으로 하는 풍력발전기의 경우, 초기 설계 단계에서 풍력터빈의 고유진동수 예측을 위한 동적 거동 해석이 요구되며, 이 때 지반에 인입된 풍력터빈의 지지구조는 탄성경계조건으로 단순화하여 동적 거동 해석에 반영할 수 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 풍력터빈 지지구조의 선단부 탄성 계수를 도출하고자 지반에 인입된 파일에 대한 파일-지반 연성해석을 수행하였다. 해석 시 지반의 변형은 탄성범위 이내에 있다고 단순화하여 지반에 인입된 파일을 탄성지지된 보로 모델링하였다. 탄성지지보 모델을 이용해 파일 선단에 수평 하중 또는 모멘트가 작용할 때 발생하는 파일의 횡변형을 구하고, 이로부터 영향계수를 도출하였다. 풍력터빈의 지지구조에 대한 해석 예로써, 모노파일과 석션파일에 대해 파일 선단의 영향계수를 구하고, 이를 문헌의 결과와 비교함으로써 해석 결과의 신뢰도를 검증하였다. 또한 이 두 파일의 깊이에 따른 변형 및 선단부의 스프링 상수를 비교하여 지지구조의 강성 측면에서 모노파일과 석션파일의 특성을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.63-73
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• 2010

해상풍력발전기의 기초로 사용되는 단말뚝은 풍력과 파랑하중에 의해 큰 크기의 반복수평하중을 받는다. 본 연구에서는 모래지반에서 반복수평하중을 받는 항타말뚝의 거동 특성을 조사하기 위해서 가압토조와 길이가 다른 3개의 모형말뚝을 이용해서 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 하중의 최초 재하는 그 이후에 가해지는 반복재하보다 말뚝의 수평변위를 크게 발생시키고, 반복하중의 재하횟수가 증가함에 따라 1회 재하로 인해 발생하는 말뚝의 수평변위량은 감소하는 것으로 나타났다. 하중의 한방향 반복재하는 말뚝의 영구수평변위를 재하방향으로 증가시킨 반면, 양방향 반복재하는 최초 재하방향과 반대방향으로 말뚝의 영구수평변위를 증가시켰다. 그리고 반복 하중으로 인한 말뚝의 영구수평변위는 지반의 상대밀도가 감소하거나 말뚝에 가해지는 반복하중의 크기가 커질수록 급격히 증가하였고, 지반의 토압계수나 말뚝의 근입길이 변화에는 크게 영향을 받지 않았다. 또한 모형실험의 결과에 근거해서 하중이 한방향으로 반복재하될 때 말뚝의 영구수평변위와 영구회전각을 예측할 수 있는 산정식을 제안하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권6호
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• pp.420-428
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• 2019

해양시설물은 선박의 통항에 간섭이 되는 위험요인이지만 현재 국내 법령 및 규정 상 해양시설물과 선박간의 명확한 이격거리의 규정은 없는 상황이다. 이에 본 연구에서는 해양시설물과 선박의 안전이격거리를 분석하기 위하여 해양시설물 인근 선박의 통항량을 실측 AIS 정보를 기반으로 선박 통항 폭을 설정하여 해당 범위에서 통항하는 선박의 항적을 선박 길이별로 분류하여 분석하였다. 통항 분포 분석 결과, 통항 선박의 길이별 분포 모두 정규성을 가지며 해양시설물로부터 멀어지는 패턴을 가지고 통항을 하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 통항 분포 분석 결과와 정규분포를 비교한 선박의 이격거리를 통계적으로 나타내기 위해 해양시설물 인근 통항 패턴 분석을 수행하였다. 그 결과, 통항 패턴은 선박 길이별로 상이하였으며 그에 따라 길이별 선박 권고 안전이격거리를 제시하고자 하였다. CESMA(유럽 선장 연합), PIANC(국제수상교통시설협회)의 안전이격거리 및 선박의 길이요인 중 IMO(국제 해사 기구)의 조종성능의 기준이 되는 선회경의 Tactical diameter를 활용되었으며, 다양한 선박 권고 안전이격거리의 안을 분석하기 위해 적정 이격거리를 전장의 5배에서 7배로 설정을 하여 설정 값 이하로 통항하는 차이 값이 근소하게 통항하는 선박을 조사하였다. 그 결과, 가장 차이 값이 근소한 5.5배의 전장을 적정 선박 권고 안전이격거리로 선정하였다. 위 결과를 바탕으로 선박 길이별 신뢰구간의 좌측 값에 따른 선박 권고 안전이격거리 및 전장의 5.5배의 이격거리를 활용한 선박 권고 안전이격거리를 비교하였으며. 선박 권고 안전이격거리에 대한 2가지 안을 제시하였다.