• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.131-138
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• 2021

소파블록은 제체의 보호와 파랑에너지 소산을 목적으로 사용되므로 피복된 블록의 안정성을 평가하는 것은 매우 중요하다. 소파블록의 안정성은 주로 수리모형실험으로부터 산정되는 안정계수를 통해 평가되어 왔다. 본 연구에서는 새로운 형태의 소파블록인 K-블록을 활용하여 블록의 맞물림 효과를 포함한 안정성 평가를 위해 인발력에 기반한 새로운 안정성 실험방법을 제시하였다. 소파블록의 인발 실험은 일정 경사면 소파블록을 설치하고 수직 및 수평 방향으로 인장력을 작용시켜 사면 상의 피복층으로부터 블록이 분리되는데 필요한 힘을 직접 계측하는 방법이다. 제안된 실험방법은 소파블록의 맞물림 효과를 정량적으로 평가할 수 있음을 확인하였으며, 맞물림 영향에 의한 단층 피복블록(K-블록)의 높은 안정성을 검증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.516-523
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• 2020

항만구조물의 노후화가 가속화되면서 상향된 설계파 조건에 대응하기 위한 연구가 필요한 상황이다. 특히 피복재가 거치되는 경사식구조물의 경우, 상향된 설계파고에 안정중량을 확보하기 위해서는 피복재의 중량 증가가 필요하다. 그렇지만 그와 관련된 연구는 진행된 사례가 없다. 본 연구에서는 기존 피복재가 거치된 경사식구조물에 추가 피복재를 거치하는 경우, 추가 피복재의 안정중량 산정을 위한 수리모형실험을 수행하였다. 피복재로는 콘크리트 이형블록인 테트라포드를 적용하였다. 실험결과에 의하면 비월파 조건에서 기존 피복재(테트라포드)가 정적 거치이고 사면경사의 변화가 거의 없는 경우 실험조건 내에서 추가피복재(테트라포드)의 안정계수(Kd)는 일반적인 테트라포드 안정계수(Kd = 8)에 비하여 주기별로 차이가 있으나 최대 10% 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.737-743
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• 2016

기후변화로 인해 파랑에 의한 해안의 피해는 전세계적으로 점차 증가하고 있으며, 이에 대응하기 위한 새로운 방재구조물의 연구도 활발히 진행되고 있다. 최근에는 고파랑에 대응하기 위해 한국에서는 방파제에 콘크리트 케이슨을 사용하는 경우가 많아지고 있으나, 고비용과 많은 요구조건으로 인해 소파블록의 필요성도 증가하고 있다. 1950년 Tetrapod 개발 이후 해외뿐만 아니라 국내에서도 많은 형태의 소파블록들이 개발되었으나, 체계적으로 개발되지 못해 소수의 소파블록만이 사용되고 있다. 그러나 기존의 소파블록은 많은 장점에도 불구하고, 8 m 이상의 고파랑에 적용하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 새로운 소파블록은 최근의 개발방향에 맞추어진 설계지침에 따라 개발되었으며, 많은 형상의 후보들이 만들어졌다. 본 논문에서는 이중 한 개 형상을 선택하여 수리모형실험을 실시하였다. 신형 소파블록은 경제성을 고려하여 1층적으로 개발되었으나, 영문자 A와 V가 겹쳐진 구조로 적층 두께는 1.5층적에 가깝다. 신형소파블록은 이런 적층 두께와 높은 설치 밀도로 인해 2층적 소파블록에 비해 조금 높은 월파량을 보여주었다. 신형소파블록은 위아래는 높은 인터락킹을 가지고 있으나, 좌우로는 약한 지지력을 가지고 있다. 수리모형실험 결과 파고 9 m에서도 안정성이 검증되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.478-484
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• 2019

용수 파력발전소의 해저케이블이 단락되는 사고가 2014년 겨울에 발생했다. 그 원인을 밝히기 위해서 재현기간 50년 이상의 고파랑 발생 가능성과 케이블 보호공의 설계중량 과소 산정 여부를 검토하였다. 기상청에서 운용하는 부이의 관측자료와 파랑추산자료를 검토하여 겨울동안 발생한 고파랑의 재현기간을 살펴보았다. 케이블 보호공의 설계중량을 검토하기 위해서 항만 및 어항 설계기준 뿐만 아니라 파의 입사각이 큰 경우의 연구결과를 참조해서 직접 안정중량을 계산하였다. 분석 결과, 2014년 겨울동안 재현빈도 50년 이상의 고파랑은 발생하지 않았으며, 경사지게 입사하는 파랑에 대한 케이블 보호공의 중량이 부족해서 보호공이 이탈한 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권4호
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• pp.319-326
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• 2001

본 논문에서는 경사형 방파제 설계시 최소 중량으로 외부 조건에 충분히 견딜 수 있는 사석 크기를 결정하는 방법을 제시한다. 기존의 방파제 설계에 있어 사석 중량 산정에 이용된 Iribarren, Hudson, Van der Meer 식 등은 단지 차원 해석에 의하여 파력이 중력과 파고의 곱에 비례하는 관계를 이용하였는데, 이번 연구에서는 파력이 파입자의 수표면 최대 속도와 밀접한 관계가 있음을 이용하였다. 또한 파고가 사석 중량 산정에 중요 요소인 것은 여러 논문을 통해서도 알 수 있는데, 이번 연구에서는 선형파 이론을 이용하여 새로운 매개 변수를 추출하였다. 이렇게 구한 경험식을 van der Meer 관측자료에 적용하여 경험계수 산정식을 결정하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권3호
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• pp.142-151
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• 2004

수리학적 안정성과 구조적 안정성을 동시에 만족시키면서 피복재의 중량을 산정할 수 있는 방법이 수립되었다. 수리학적 안정성은 Hudson의 경험식을 이용하여, 구조적 안정성은 충격하중 작용시 피복재 내부에 발생되는 최대인장응력을 산정, 피복재의 인장 저항력과 비교하는 개념으로 해석되었다. 이와 같이 산정된 수리학적 안정성과 구조적 안정성에 대한 적용한계를 재현기간별 설계 유의파고, 피복재의 중량, 그리고 인장 저항력의 함수로 제시하여 실무자들이 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 또한 결정론적 산정법의 불확실성을 고려하기 위하여 수리학적 안정성과 구조적 안정성에 대한 신뢰성 해석이 추가로 수행되었다. 두 파괴모드를 하나의 직렬계로 구성하여, 신뢰성설계법에서 이용되는 목표파괴확률을 가지고 단면파괴율의 함수로 피복재의 최적중량을 산정할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.52-62
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• 2013

경사제 피복재의 시간에 따른 파괴확률을 산정할 수 있는 추계학적 Markov 확률모형을 개발하였다. 하중발생에 대한 CP/RP 해석과 누적피해사건에 대한 DP 해석을 결합하여 수학적 모형을 수립하고 경사제 피복재에 적용하였다. 피복재의 피해수준에 대한 정의와 MCS 기법을 이용하여 이행확률을 산정하고 분석하였다. 산정된 이행확률들은 확률적으로나 물리적으로 만족해야하는 제약조건들을 잘 충족한다. 또한 경사제 피복재의 설계와 관련하여 중요한 변수로 생각되는 재현기간 및 안전율의 변화에 따른 시간 의존 파괴확률을 산정하여 그 거동 특성을 자세히 비교 분석하였다. 특히 시간 의존 파괴확률이 이전단계의 피해수준에 의해 어떻게 달라지는지를 정량적으로 해석할 수 있었다. 마지막으로 유지관리에서 가장 중요한 보수보강 시점을 결정할 수 있는 두 가지 접근방법을 제시하고 경제성 분석을 포함한 다양한 해석이 수행되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권2호
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• pp.86-96
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• 2003

방파제의 경사면에 거치된 콘크리트 피복재의 단면파괴에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 신뢰함수는 피복재의 흔들림 또는 동요의 크기를 정량적으로 나타내는 회전각의 함수로 유도되었다. 방파제 단면에 거치된 피복재의 재질적 성질 및 기하학적 형상과 관련된 확률변수들의 단면파괴에 미치는 영향 정도가 자세히 해석되었다. 또한 파고의 함수로 피복재 개개의 단면파괴에 대한 파괴확률이 산정 되었다. 마지막으로 Bernoulli과정과 허용파손율의 개념을 동시에 고려하여 피복재의 단면파괴가 어떻게 방파제 제체의 파괴확률로 이어지는가가 해석되었다. 허용파손율 개념은 본 연구에서 도입된 것으로, 허용파손율을 어떻게 정의하느냐에 따라 피복재의 단면파괴에 의하여 유발되는 방파제 제체의 파괴확률이 다르게 거동되는 것을 확인할 수 있었다 따라서 상대적으로 수심이 깊은 곳에 중량이 큰 콘크리트 피복재를 사용하여 방파제를 설계할 때는 수리학적 안전성뿐만 아니라 구조적 안전성도 중요하게 고려되어야 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.102-108
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• 2023

본 연구에서는 경사제 항내측 사면에 거치된 피복재의 안정성에 대한 단면수리실험을 수행하였으며, 항내 측 피복재로는 피복석을 적용하였다. 국내 항만 및 어항설계기준에서는 항내측 피복재의 중량산정 방법으로 상치콘크리트가 설치되지 않은 조건에 대하여 항내측 일부구간을 항외측 피복재와 동일 중량비의 피복재를 사용하도록 설계 도표로 제시하고 있다. 국내에 설계되는 대부분의 경사식 구조물은 상치콘크리트가 설치되어 있으며, 이에 대한 안정중량 산정 방법이 필요하다. 피해율 S = 2를 기준으로 안정파고를 산정하여 안정성을 검토하였으며, 소요중량은 상대여유고에 대한 항외측 피복재(테트라포드) 대비 항내측 피복석의 중량비로 제시하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.42-48
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• 2008

신뢰성 해석을 이용하여 해수면 상승에 따른 경사식 해안 구조물의 안정성 및 기능성을 정량적으로 평가할 수 있는 위험도 평가 시스템을 개발하였다. 안정성 평가를 위한 피복재의 해석에서는 피복재의 대표입경과 제체의 경사, 기능성 평가를 위한 처오름의 해석에서는 제체의 경사와 마루높이를 변화시키면서 해수면 상승 전 후의 파괴확률이 정량적으로 산정 되었다. 위험도 평가 시스템을 임의의 단면에 적용하여 해수면 상승에 따라 안정성과 기능성이 얼마나 감소하는지를 정확히 판정할 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 해수면 상승 후에도 전과 동일한 안정성 및 기능성을 회복하기 위해서 어떤 변수들을 보수 보강해야 하는지, 또한 새로운 구조물 설계 시 설계변수들을 얼마나 강화해야 하는지의 기초 지표로 이용될 수 있다.