• 대한토목학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.195-201
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• 2019

장대케이슨은 1함당 작용하는 평균파력이 감소하는 파력의 평활화 효과로 인해 케이슨의 활동파괴에 대한 구조안정성을 향상시킬 수 있으나, 장대케이슨은 제작 및 시공상의 이유로 사용하는데 어려움이 있다. 이에 대한 대안으로 개별 케이슨을 인접한 케이슨과 서로 인터로킹시켜 파력을 분산시키는 인터로킹 케이슨에 대한 연구가 되고 있다. 본 연구에서는 케이슨의 장대화가 가능한 전단키형 인터로킹 케이슨을 제안하고, 해석적 방법을 통해 전단키에 의한 파력분산효과를 평가하였다. 해석결과, (1) 전단키형 인터로킹 케이슨은 좌우비대칭 형상으로 인해 구조물 거동 및 파력분산효과 또한 좌우비대칭으로 나타난다. (2) 파력분산효과는 전단키의 전단경사각, 높이, 전단길이비 등 전단키의 형상보다는 각 케이슨에 작용하는 파력 분포 및 특성에 더 큰 영향을 받는다. (3) 장대화된 인터로킹 케이슨 방파제는 완전일체형 방파제와 거의 유사한 거동 및 파력분산효과를 나타낸다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.121-127
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• 2017

구조물에 작용하는 실제 파랑은 다방향 불규칙파로써 장대 구조물의 경우 파의 위상차로 인해 파력의 감소효과가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 효과가 파괴확률에 기여하는 정도를 파악하고 기존의 모듈형 방파제에 비해 어느 정도의 안정성이 확보되는지 확인하고자 기존 방파제 및 파력감소계수를 이용한 장대케이슨 방파제의 활동 파괴모드에 대해 신뢰성해석을 수행하였다. 그 결과 기존의 모듈형 케이슨 방파제보다 장대케이슨 방파제의 신뢰도지수가 더 높게 나타났고, 설계변수 중 유의파고가 가장 높은 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 추가로 파력감소계수의 산정에 사용되는 변수들의 평균값 변화에 따른 신뢰성해석을 수행하였으며, 해석 결과 각 변수 값과 파력감소계수의 관계에서 확인된 경향이 평균값 변화에 따른 신뢰도지수 결과의 경향에 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권5호
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• pp.447-463
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• 2021

Caisson-type structures are widely used as quay walls in coastal areas. In Korea, for a long time, many caisson-type quay walls have been constructed with a low front water depth. These facilities can no longer meet the requirements of current development. This study developed a new technology for deepening existing caisson-type quay walls using grouting and rubble mound excavation to economically reuse them. With this technology, quay walls could be renovated by injecting grout into the rubble mound beneath the front toe of the caisson to secure its structure. Subsequently, a portion of the rubble mound was excavated to increase the front water depth. This paper reports the results of an investigation of the seismic behavior of a renovated quay wall in comparison to that of an existing quay wall using centrifuge tests and numerical simulations. Two centrifuge model tests at a scale of 1/120 were conducted on the quay walls before and after renovation. During the experiments, the displacements, accelerations, and earth pressures were measured under five consecutive earthquake input motions with increasing magnitudes. In addition, systematic numerical analyses of the centrifuge model tests were also conducted with the PLAXIS 2D finite element (FE) program using a nonlinear elastoplastic constitutive model. The displacements of the caisson, response accelerations, deformed shape of the quay wall, and earth pressures were investigated in detail based on a comparison of the numerical and experimental results. The results demonstrated that the motion of the caisson changed after renovation, and its displacement decreased significantly. The comparison between the FE models and centrifuge test results showed good agreement. This indicated that renovation was technically feasible, and it could be considered to study further by testbed before applying in practice.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1258-1270
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• 2009

Recently, the earthquakes activities are more of frequency occurred in the country. In case of nomal or large magnitude earthquakes, which cause a rising number of life loss or widespread loss of property. It must be considered how to cope with the situperty of dpmage in the country ty account of ay earthquake. Consequently, the public works have currently ensured against a lot of risk about seismism not only on large scale structures but also relatively small structures. Therefore, in this study, in order to make the seismic stability safe, it has been evaluated by the seismic performance for caisson-type breakwater. The seismic response analyses have conducted on the caisson-type breaker under long-period, short-period and artificial seismic wave. The liquefaction potential of the foundation, which is caisson-type, is also estimated by using the simplified assessment method. Finally, the result of the numerical analysis by PENTAGON 2D finite element method(FEM) program are presented for 3 cases with time-history seismic analysis under the seismic load.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권10호
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• pp.843-850
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• 2010

다방향 불규칙파랑을 입사파랑으로 적용하여 장대 케이슨 방파제에 작용하는 파력감소계수에 대하여 연구하였다. 다방향 불규칙파랑의 주파수 및 방향 스펙트럼으로 JONSWAP (Joint North Sea Wave Project) 스펙트럼과 비대칭 방향 스펙트럼이 각각 적용되었다. 계산결과, 케이슨 방파제의 길이와 입사파랑 주파향의 입사각이 증가할수록 파력감소계수는 감소함을 알 수 있었다. 그리고 최대방향분포계수 $s_{max}$가 증가할수록 파력감소계수는 규칙파와 유사한 경향을 보였다. 다방향 불규칙파랑이 방파제에 비스듬히 입사할 경우 비대칭계수 ${\mu}$가 증가할수록 파력감소계수는 감소하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.113-127
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• 2007

본 연구에서는 직립 방파제 케이슨의 활동에 따른 복구비용, 과도한 케이슨 활동 발생시 항만 폐쇄에 따른 경제적 피해 비용 그리고 월파에 의한 일시적 작업 중단에 따른 경제적 피해 비용을 동시에 고려하는 기대 총 건설비 산정 모델을 수립하였다. 발생시점이 서로 다른 피해 비용을 일정한 기준으로 산정하기 위해 할인율을 적용하였다. 케이슨의 최적 단면은 방파제 수명 동안의 기대 활동량의 허용범위 내에서 기대 총 건설비용이 최소가 되는 단면으로 정의되며, 그 기대 활동량의 허용치는 0.3 m와 0.1 m 두 가지 경우에 대해 살펴보았다. 과도한 케이슨 활동에 의한 항만 폐쇄에 따른 경제적 피해 비용과 그 산정 기준이 케이슨 복구비용이나 월파에 의한 작업 중단에 따른 경제적 피해 비용보다 최적 단면 결정에 더 중요한 요인임을 확인하였고, 항만 폐쇄에 대한 케이슨 활동량의 임계 칼이 커질수록 케이슨의 최적 단면은 기대 총 건설비의 최소점보다 기대 활동량의 허용치에 의해 결정되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권7호
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• pp.27-40
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• 2014

지금까지의 방파제 침하와 관련된 연구는 주로 해석위주의 수치모형실험 또는 축소모형을 이용한 실내수조모형실험을 통해 이루어졌다. 현재까지 실제 방파제 구조물에서 계측된 침하를 이용한 연구는 이루어지 않았다. 본 연구에서는 실제 케이슨 방파제에서 장기간 계측된 침하 자료를 분석해 정성적인 측면에서 파동에 의한 케이슨의(하부지반 포함)침하 경향과 그 원인을 분석하였다. 분석 결과, 케이슨 침하에 파랑의 영향이 있음을 분명하게 확인할 수 있었다. 특히 태풍과 같은 고파랑 조건에서는 그 경향이 뚜렷하게 나타났다. 케이슨 침하는 파랑에 의한 해저지반에서의 진동과잉간극수압과 잔류과잉간극수압의 합으로 표현되는 과잉간극수압의 증가에 의한 지반의 액상화와 축적된 과잉간극수압의 소산에 따른 지반의 고밀도화 과정을 통해 발생된다. 케이슨 하부 지반의 과잉간극수압 거동은 전적으로 케이슨 거동에 지배된다. 고밀화과정을 경험한 지반은 동급의 또는 그 보다 작은 파랑 조건에서는 액상화 발생 가능성이 현저하게 줄어들어 결과적으로 침하 발생도 감소된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.77-82
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• 2017

기후변화에 따른 설계파고를 초과하는 이상파랑의 내습 가능성이 커지면서 항만구조물의 안정성 확보가 시급한 실정이다. 이러한 변화에 능동적으로 대응하기 위하여 기존 방파제에 대한 평가기준과 신설 장대형 방파제의 설계기준이 점차 강화되면서 인터로킹 케이슨 방파제에 대한 관심이 대두되고 있다. 하지만 현재까지는 항만 및 어항 설계기준 해설[부록] 개정안에 장대형 케이슨에 발생하는 파력 평활화 효과가 제시되어있을 뿐 인터로킹 케이슨 방파제의 안정성을 평가하기 위한 방법이 별도로 제시되어 있지 않다. 이에, 본 연구에서는 선형파 이론에 기초하여 경사 입사하는 파랑의 작용 위치별 위상차의 효과를 고려하고, 최대 파력분포는 설계기준의 Goda 파압식을 적용하여, 규칙파, 불규칙파 및 다방향 불규칙파에 대한 인터로킹 케이슨 방파제의 미끌림 안정성 평가식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.40-48
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• 2023

본 논문에서는 항만 계류시설 중 대표적인 구조형식인 케이슨식 안벽의 장기 거동 특성을 분석하기 위하여, 센서 기반 모니터링 시스템을 구축하고, 약 10개월간의 데이터를 검토하였다. 문헌을 바탕으로 항만시설물의 피해 원인 및 유형을 분류하였으며, 이에 적합한 센서 및 계측 시스템을 선정, 현장에 설치하여 주기적으로 데이터를 확보하였다. 확보한 데이터는 LTE 통신망으로 서버에 전달 및 저장된다. 현장상황을 고려하여 경사계, 이격거리계, 침하계를 설치하였으며, 서로 다른 케이슨간의 비교를 위하여 2개 함을 대상으로 센서를 부착하였다. 계측된 센서 데이터와 기온 및 인근 해역에서 계측된 조위 데이터의 상관성을 비교하였다. 이격거리계와 침하계의 경우 온도에 따른 영향이 지배적으로 나타난 반면, 경사계는 상대적으로 덜 민감한 경향을 보였다. 온도가 약 50도 변화 할 때, 변위는 10mm, 침하는 2mm, 기울기는 0.1도 가량 변화하였다. 한편, 조위 데이터와는 뚜렷한 상관성을 보이지 않았으며, 추후 심도있는 분석이 필요하다고 판단된다. 계측된 데이터의 특성을 바탕으로 중력식 안벽에 이상상태가 발생하였을 때 이를 탐지할 수 있는 알고리즘을 개발할 수 있으며, 이를 위한 데이터베이스를 구축하였다. 중력식 안벽 대상 지속적인 장기 데이터 확보 및 분석을 통하여, 재해 및 재난 발생 시 구조물의 안전성 및 사용성을 객관적으로 평가할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.374-386
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• 2010

최근 슬리트케이슨제와 같은 유공방파제의 파랑제어특성에 대한 이론적 실험적 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 규칙파의 작용하에 슬리트케이슨에 의한 반사율의 특성과, 전면유공부 및 유수실의 내부벽면에 작용하는 파압을 2차원 및 3차원수치파동수로에서 각각 추정하고, 그 결과를 검토하였다. 수치실험에서는 주기 7초, 9초, 11초 및 13초와 각각의 주기에 대해 파형경사 0.02, 0.03 및 0.04를 갖는 입사파고의 수치실험안을 설정하였고, 본 연구에서 사용된 2차원 및 3차원의 수치해석은 Navier-Stokes운동방정식에 기초한 이상류(이상류(二相流)) 수치 모델로서, 이는 타해석기법에 비해 복잡한 수면변동에 대한 물리현상을 쉽게 재현할 수 있으며, 수치프로그램의 구성이 보다 간략하게 되는 장점이 있다. 실험결과에 의하면, 반사율에 있어서 주기가 짧은 경우에는 2차원해석이 상당히 큰 값을 나타내지만, 주기가 길어지고 파형경사가 큰 경우에는 2차원해석과 3차원해석의 결과가 거의 동일한 값을 나타낸다. 파압에 있어서 주기가 짧은 경우에는 두 해석법에서 차이는 작지만, 주기가 길어지고 파형경사가 큰 경우에는 차이가 크게 나타나는 경향을 확인할 수 있었다.