• 한국해양공학회지
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• 제34권3호
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• pp.202-207
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• 2020

A track-type underwater construction robot (URI-R) was developed by the Korea Institute of Ocean Science & Technology. Because URI-R uses tracks to move on the seabed, insufficient ground strength may hinder its movement. For smooth operation of URI-R on the seabed, it is important to determine the geotechnical properties of the seabed. To determine these properties, standard penetration test (SPT), cone penetration test (CPT), and sampling are used on land. However, these tests cannot be applied on the seabed due to a high cost owing to the vessel, crane, sampler, and analysis time. To overcome these problems, a free fall cone penetration tester (FFCPT) is being developed. The FFCPT is a device that acquires the geotechnical properties during impact/penetration/finish phases by free fall in water. Depth information is crucial during soil data acquisition. As the FFCPT cannot measure the penetration depth directly, it is estimated indirectly using acceleration. The estimated penetration depth was verified by results of real tests conducted on land.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.20-27
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• 2013

태풍에 의해 발생된 파랑하중에 의해 방파제, 안벽 등과 같은 해안구조물 하부의 해저지반 침하가 발생될 수 있다. 만약 해저지반이 모래인 경우, 잔류과잉간극수압발생과 반복적인 파랑하중에 의해 해저지반의 침하현상이 더 발생될 확률이 높아질 것이다. 그러나 대부분의 해안구조물은 설계에서 파랑하중을 정적상태의 등분포하중으로 구조물에만 작용하는 것으로 가정하고 있지만 실제로는 동적인 파랑하중이 구조물과 해저지반에 동시에 작용한다. 따라서 본 연구에서는 시간에 따른 실제파압을 고려하고, 구조물뿐만 아니라 해저지반에도 작용하는 것으로 고려하였다. 수치해석 결과 파랑하중이 구조물과 해저지반에 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 시간에 따른 해저지반의 변형거동이 해석되었으며 해저지반에서 유효응력의 변화와 유효응력경로의 변화를 분명하게 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.73-81
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• 2012

해상풍력시스템의 규모가 점차적으로 증가하고 있는 추세에 따라 상부구조물을 지지하는 기초구조물 안정성 확보의 중요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 지반공학적 측면에서 기초구조물과 지반의 상호작용이 전체 시스템에 미치는 영향을 파악하기 위한 해석방안이 요구되고 있으며, p-y 곡선 모델의 적용이 대표적인 방법이다. 본 연구에서는 풍황이 우수하여 해상풍력발전 시스템 운영을 위한 대상지로써 적합하다고 알려져 있는 제주도 해저지반(현무암)의 공학적 특성을 현재까지 제안된 암반 p-y 곡선 모델에 적용하였다. 이를 통해 제주도 및 국내 암반 분포 지역에 대한 해상풍력시스템 기초구조물과 해저암반 간의 상호작용 해석 과정을 정리하고 향후 연구 방향을 제안하였다. 전반적으로 암반 p-y 곡선 산정결과는 지표면에 근접할수록 지반반력이 증가하는 경향을 나타냈으며, 말뚝에 작용하는 모멘트, 전단력 등을 분석한 결과 암반의 공학적 특성을 적절히 모사할 수 있음을 확인하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제21권5호
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• pp.20-28
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• 2017

The steady-state, incompressible and three-dimensional numerical analysis was performed to investigate the flow fields around the seabed tiller used for soil improvement in coastal fisheries and the pulling force and buoyancy generated by tiller operation. The turbulence model used in this study is a realizable $k-{\varepsilon}$. As a results, at a stationary current or a current speed of 1.2 knots, where rotor rotates in a clockwise direction, a typical vortex pair appears near the tip of the rotor except for the edge, and the strength of the vortex pair increases with the number of revolutions of the rotor. The pulling force of the tiller rotating in the counterclockwise direction increases with the number of revolutions. Also, when the current flows at 1.2 knots and the rotor rotates clockwise, the pulling force of the tiller acts on the upstream side irrespective of the number of rotations of the rotor, so that no force is applied. The buoyancy of the tiller acts on the seawater surface if the flow direction inside the rotor is the same as the direction of rotation of the rotor, regardless of the current velocity, otherwise it acts on the seabed.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제1권4호
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• pp.198-210
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• 2015

This paper presents the damage assessment of a free-fall dropped object on the seabed. The damage to a dropped object totally depends on the relationship between the impact energy and the soil strength at the mudline. In this study, unexpected dropping scenarios were first assumed by varying the relevant range of the impact velocity, structure geometry at the moment of impact, and soil strength profile along the penetration depth. Theoretical damage assessments were then undertaken for a free-fall dropping event with a fixed final embedment depth for the structure. This paper also describes the results of a three-dimensional large deformation finite element analysis undertaken for the purpose of validation. The analyses were carried out using the coupled Eulerian-Lagrangian approach, modifying the simple elastic-perfectly plastic Tresca soil model. The validation exercises for each dropping scenario showed good agreement, and the present numerical approach was capable of predicting the behavior of a free-fall dropped object.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.159-167
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• 2015

본 연구에서는 잔류간극수압의 추정에 관한 기존의 해석해에서 지적된 오류를 수정한 새로운 해석해를 제시한다. Fourier급수전개법과 변수분리법으로 산정된 해석해의 타당성은 기존의 해석해, 수치해석해 및 실험결과와 비교 검토로부터 검증된다. 무한 (깊은)두께의 본 해석해는 기존의 해석해보다는 수치적분 등이 수행될 필요가 없는 보다 간단한 식이다. 유한두께에 관한 해석해에 지반두께를 매우 작게 한 경우 극한의 얕은 두께로 점근적인 접근은 가능하지만, 지반두께를 매우 크게 한 경우 극한의 무한두께로 접근은 불가능하며, 유한두께와 무한두께의 사이에는 불연속적인 영역이 존재한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.361-374
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• 2016

잠제와 같은 중력식구조물하 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 지반을 구성하는 토립자내 간극의 체적 변화과정에서 과잉간극수압이 크게 발생될 수 있고, 이에 따른 유효응력의 감소에 의하여 구조물 근방 및 하부지반이 액상화될 수 있으며, 종국에는 구조물이 침하파괴될 가능성이 있다는 사실이 규칙파 및 불규칙파 조건하의 선행연구에서 규명되었다. 본 연구에서는 잠제 주변지반에서 발생되는 액상화를 방지하기 위한 대책공법으로 주로 하천에서 세굴방지공으로 사용되어온 콘크리트매트를 해저지반상에 포설하는 방안을 제시하고, 이에 따른 잠제와 콘크리트매트를 포함한 구조물의 동적변위, 지반내 간극수압과 간극수압비 등을 콘크리트매트가 적용되지 않은 원지반의 경우와 비교 검토한다. 이로부터 콘크리트매트하의 해저지반내에서 상대밀도의 증가에 따라 액상화 가능성을 크게 줄일 수 있다는 것을 규칙파 작용하의 수치해석으로부터 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권7호
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• pp.13-28
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• 2015

본 연구에서는 잔류간극수압의 추정에 관한 기존의 해석해에서 지적된 오류를 수정한 Lee et al.(2015a)의 연구결과를 진행파와 흐름의 공존장으로 확장한다. 이 때, 흐름이 없는 경우를 대상으로 한 Lee et al.(2015a)의 이론결과에 흐름에 의한 입사파의 주기와 파장의 변화를 고려하여야 한다. 검증에서는 Laplace 변환법으로부터 무한 두께의 경우에 대해서만 해를 제시한 Jeng and Seymour(2007)의 해석해와 Fourier 급수전개법에 의한 본 해석해의 두 결과를 비교하여 각각 상이한 형태를 갖는 두 해석해의 결과가 완전히 동일하다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 유한, 무한 및 얕은 두께의 해저지반에 대한 각 해석해에 흐름속도의 크기와 방향, 지반두께 및 입사파 주기 등을 변화시켜 잔류간극수두의 변화특성을 면밀히 분석 검토하였다. 제시되는 각 해석해에서 지반두께의 변화에 의해 유한 두께의 토층에서 얕은 두께로의 점근적인 접근은 가능하지만, 무한 두께로의 접근은 불가능하며, 유한 두께와 무한 두께의 사이에는 동일한 토층 두께에 대해서도 서로의 결과가 일치하지 않는 경우가 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.118-125
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• 2011

지반의 수리저항 특성을 측정하기 위하여 사용되어 온 세굴실험기(EFA)를 개선하여 조류의 흐름방향이 바뀌는 것을 고려할 수 있도록 하였다. 개선된 세굴실험기를 이용하여 인공적으로 조성된 세립질 및 조립질 시료에 대하여 일방향 흐름과 왕복류 흐름을 고려한 수리저항성능 실험을 실시하였고 수리저항 특성을 정량적으로 비교하였다. 실험결과 세립질 및 조립질 시료 모두에서 일방향 흐름보다 왕복류를 고려한 양방향 흐름에서 세굴률이 크게 발생 하는 것으로 나타났다. 또한 세굴률의 증가는 조립질 시료가 더 크게 나타났으며 전 유속에 대한 평균 세굴률을 비교한 결과 상재압력이 큰 쪽이 더 큰 것으로 나타나 해저표면으로부터 상대적으로 깊은 곳에서 양방향 흐름에 대한 고려가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권1호
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• pp.47-54
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• 2014

When an anchor penetrates and is installed under a seabed, a portion of the mooring line connected to the anchor is also embedded under the seabed. This embedded mooring line affects the capacity of the anchor in two ways. First, the frictional resistance that occurs between the mooring line and the seabed reduces the pulling force acting on the anchor. Second, the embedded part of the mooring line forms a reverse catenary shape due to the bearing resistance of the soil, so that an inclined pulling force is applied to the anchor. To evaluate the mooring line's effect on the capacity of an anchor in sand, centrifuge model tests were performed using two relative sand densities of 76% and 51% while changing the anchor depths. The test results showed that the load is reduced much more in deep and dense sand, and the inclination angle of the load is lower in shallow and loose sand.