• Wind and Structures
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• 제21권6호
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• pp.597-607
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• 2015

With an increasing demand of a renewable energy, new offshore wind turbine farms are being planned in some parts of the world. Foundation installation asks a significant cost of the total budget of offshore wind turbine (OWT) projects. Hence, a cost reduction from foundation parts is a key element when a cost-efficient designing of OWT budget. Mono-piles have been largely used, accounting about 78% of existing OWT foundations, because they are considered as a most economical alternative with a relatively shallow-water, less than 30 m of seawater depth. OWT design standards such as IEC, GL, DNV, API, and Eurocode are being developed in a form of reliability based limit state design method. In this paper, reliability analysis using the response surface method (RSM) and numerical simulation technique for an OWT mono-pile foundation were performed to investigate the sensitivities of mono-pile design parameters, and to find practical implications of RSM reliability analysis.

• Advances in Computational Design
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• 제8권3호
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• pp.191-217
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• 2023

The objective of this study was to evaluate the foundation structure of a 3.6-MW wind turbine generator (WTG) installed offshore in Western Korea. The ultimate limit state (ULS) and fatigue limit state (FLS) of the multi-pile steel foundation (MSF) installed at the Saemangeum offshore wind farm were structurally investigated using the finite element (FE) software, ANSYS Workbench 19.0. According to the ULS analysis, no plastic deformation was found in any of the components constituting the substructure. At the same time, the maximal stress value reached the calculation limit of 335 MPa. According to the FLS results, the stress concentration factor (SCF) ranged from 1.00 to 1.88 in all components. The results of this study can be applied to determine the optimal design for MSFs.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.141-155
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• 1999

한국해양연구소(KORDI)는 후구로(Fugro Int.)사의 도움으로 마라도에서 약 152km 떨어진 지점에 건설 예정인 이어도 해양관측기지 건설을 위해서 해저지반의 특성조사를 수행하였다. 지반조사의 근본 목적은 해양과학기지가 설치될 이어도의 해저지반의 공학적 특성을 파악하고 조사자료를 이용하여 고정식 해양구조물의 기초설계를 하기 위한 것이었다. 본 논문에서는 해저지반조사의 상세한 설명과 고정식 해양구조물의 기초설계에 필요한 설계상수를 산정하는 방법에 대해서 토론하고자 한다. 연구결과로는 해저 현장토질의 특성을 고려한 해양말뚝의 기초설계에 필요한 지반설계 상수를 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1346-1351
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• 2012

해상풍력발전기초의 국부세굴을 평가하기 위하여 3차원 수치해석인 FLOW-3D를 이용하여 모노파일과 자켓기초에 대해 해석을 수행하였다. 수치해석 결과에 의하면 모노파일과 자켓기초 레그 주위에서 국부적으로 유속이 증가하는 것으로 나타났으며, 그 후면에서는 후류 및 와류로 인하여 유속의 감소가 나타났다. 자켓기초의 경우에는 모노파일에 비해 단일 레그의 직경이 작고, 자켓레그 사이의 간섭효과 및 자켓구조물의 복잡한 형상으로 인하여 모노파일에 비하여 국부적인 유속 증가가 더 크게 나타났으며 세굴심이 더 깊게 형성되는 것으로 나타났다. 따라서, 해상풍력발전 기초의 세굴 평가 및 세굴방지공 설계시 하부구조물의 형상에 대한 고려가 필요한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1489-1504
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• 2014

본 논문은 국내 서남해안 해상풍력발전 하부기초설계 시 신뢰성 기반의 한계상태설계법 적용을 위한 말뚝기초의 부분안전계수를 제안하고자 한다. 우선, 해상풍력관련 국제 설계기준서인 IEC, GL, DNV, API, ISO, EUROCODE 등에서 제시한 다양한 부분안전계수 및 저항계수를 비교 분석하였다. 그리고 부안-영광 및 새만금 해역의 서남해안 해상풍력단지의 지반조사 결과를 가지고 불확실성 분석을 수행하였다. 불확실성 분석 결과를 토대로 신뢰성해석을 수행하여 지반정수에 대한 부분안전계수를 산정하였으며, 서남해안 지역의 해상풍력 말뚝기초의 부분안전계수는 1.3으로 평가되었다. 본 논문에서 제안된 부분안전계수는 서남해안에서의 지반조사 결과를 근거로 산정된 것이므로 기타 광역단위 해역에 활용하기 위해서는 추가적인 조사 및 지반정수에 대한 불확실성 분석을 통해 보정이 필요하다고 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권4호
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• pp.407-421
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• 2020

In-place analysis for offshore platforms is essentially required to make proper design for new structures and true assessment for existing structures, in addition to the structural integrity of platforms components under the maximum and minimum operating loads when subjected to the environmental conditions. In-place analysis have been executed to check that the structural member with all appurtenance's robustness have the capability to support the applied loads in either storm or operating conditions. A nonlinear finite element analysis is adopted for the platform structure above the seabed and pile-soil interaction to estimate the in-place behavior of a typical fixed offshore platform. The SACS software is utilized to calculate the dynamic characteristics of the platform model and the response of platform joints then the stresses at selected members, as well as their nodal displacements. The directions of environmental loads and water depth variations have significant effects in the results of the in-place analysis behavior. The most of bending moment responses of the piles are in the first fourth of pile penetration depth from pile head level. The axial deformations of piles in all load combinations cases of all piles are inversely proportional with penetration depth. The largest values of axial soil reaction are shown at the pile tips levels (the maximum penetration level). The most of lateral soil reactions resultant are in the first third of pile penetration depth from pile head level and approximately vanished after that penetration. The influence of the soil-structure interaction on the response of the jacket foundation predicts that the flexible foundation model is necessary to estimate the force responses demands of the offshore platform with a piled jacket-support structure well.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.21-32
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• 2022

강재형 말뚝기초는 안정적인 지지력 확보와 높은 시공성으로 해양구조물 기초로 널리 활용되고 있다. 일반적으로 설계수명에 도달한 해양구조물은 해체수순을 밟게 되는데 말뚝기초는 높은 인발하중과 경제적인 이유로 예외적으로 현장에 존치되는 경우가 많다. 현장에 존치된 기초는 환경오염뿐만 아니라 신규구조물을 건설하는데 장애요인이 될 수 있으므로 말뚝기초 완전해체를 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 인발하중을 획기적으로 저감시킬 수 있는 신형식 이중벽 말뚝기초를 제안하고 축소모형실험을 통해 인발하중 저감성능을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 축소된 이중벽 말뚝기초를 제작하고 건조된 모래지반에서 말뚝 설치 및 인발 거동을 모사하였으며, 측정된 인발하중을 동등한 단면의 일반말뚝과 비교하였다. 그 결과, 조밀한 모래지반에서 이중벽 말뚝의 최대 인발력이 일반말뚝에 비해 45% 감소되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 이중벽 말뚝의 인발하중 저감 성능과 메커니즘을 검증하였으며, 설계수명에 도달한 기초를 완전히 회수할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1237-1244
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• 2006

This research discussed about method for basis construction of sea jacket construction. Several access ways of method for foundation construction of sea jacket construction are used. Accompany many efforts of design and build process to overcome the form of construction work and application equipment, special quality of construction and restriction and so on of sea environment in the case of pile foundation. Therefore, great many factor of sea condition, construction special quality, base condition, construction time, equipment composition, worker composition etc. shows other work form in spot at sea jacket construction process.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.149-160
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• 2008

1990년대 이후로 인천과 부산신항 등의 물류중심항구 및 송도 신도시와 같은 유비쿼터스 도시 개발에 발맞추어 인근해상연약지반 매립공사가 활발히 진행되면서 측방유동 해상말뚝기초의 거동특성에 폭넓은 관심이 집중되고 있다. 측방유동 말뚝기초 거동에 대한 연구 및 규명은 원심모형기 개발과 컴퓨터 기능의 향상으로 인하여 폭넓은 시도가 이루어져 왔으며, 특히 말뚝구조물에 작용하는 측방유동압의 특성이 가장 중요한 초점이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 대변형 압밀연계 유한요소해석 기법(LDFE)을 바탕으로 배수조건(비배수 : 단기, 배수 : 장기)에 따른 측방유동 해상 말뚝기초의 거동특성을 분석하였으며 특히, 말뚝-지반 상호작용을 고려한 측방유동압에 중점을 두었다. 본 수치해석에서는 지층조건, 말뚝두부의 경계조건, 성토하중 크기, 평균압밀도 네 가지 중요변수에 따른 거동양상을 비교 분석하였으며, 이로부터 비배수 단계와 배수 단계에서의 측방유동압의 분포형태와 크기에 대한 정량적인 차이를 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권2호
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• pp.355-361
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• 2009

Onshore wind farms having several problems, difficult to secure a building site and incur the enmity of the people. Therefore, offshore wind farms are increasingly expected, because there are huge resource and large site in offshore. If huge wind turbines are constructed, the offshore wind power base is concerned about subsidence. In order to confirm the ground stability, estimation of subsidence is necessary. In this paper, the subsidence is predicted by continuity model when the gravity and the mono-pile base are constructed on soft ground. The FLAC 3D, three dimensional FDM program, was adopted to analysis subsidence. Input factors are yielded by geological information at the yeompo quay in ulsan and the results of laboratory experiments. It has been compared that the original ground with improved ground under the gravity base, and constructed mono-pile under the mono-pile base.