• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.75-83
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• 2014

석션버켓기초는 펌프로 버켓 내부의 물을 외부로 배출할 때 발생한 압력차로 지반에 설치되는 기초이다. 버켓기초는 외해의 플랫폼이나 석유 가스 시추시설을 계류시키기 위한 앵커로 주로 사용되었으나, 최근 유럽을 중심으로 해상풍력발전의 기초로 적용되기 시작하면서 국내에서도 큰 관심을 받고 있다. 석션버켓기초의 관입저항력 산정은 석션버켓기초를 성공적으로 시공하기위해 고려해야 할 주요 사항 중의 하나이다. 본 연구는 석션버켓기초를 관입시킬 때 필요한 관입력을 평가하기 위해 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험은 압입설치 및 석션설치에서 측정한 관입저항력을 관입성능평가에서 많이 사용되는 기존의 이론식과 비교하여 강도감소계수의 적절한 범위를 검토하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제8권1호
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• pp.31-36
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• 2022

This paper presents the measuring process of dynamic properties of offshore wind power foundation and provides consideration of each step. This Guideline enables to maintain consistent measuring procedure and therefore increase the reliability of test results. Small scaled suction bucket foundation was fabricated to represent the commercial support structure installation mechanism and two cases(free-free, free-fixed) of dynamic tests were performed at workshop. From the tests, the importance of dynamic properties of connection part between suction bucket and tower was figured out. More over, types and configuration of measuring devices are recommended which can help find the natural frequency of wind turbine foundation correctly. In field test, it was found that the natural frequency of suction bucket foundation was increased linearly with the penetration depth due to the confining effect of ambient soil. Meanwhile, it was not easy to get an enough excitation force with normal impact hammer because the N.F of suction bucket model was in the lower range of 0 Hz ~ 5 Hz. Therefore, new excitation method which has enough force and can excite lower frequency range was devised. This study will help develop safety check procedure of suction bucket foundation in field at each installation stage using the N.F measurement.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.61-73
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• 2023

석션 버켓(suction bucket)은 해양 구조물 지지를 위해 사용되는 기초구조물 중 하나로 펌프를 이용해 빠르게 기초 시공이 가능한 장점이 있다. 최근 기초 지지력을 효과적으로 증가시키고 건설 비용을 절감하기 위해 단일 석션 버켓이나 다수의 석션 버켓이 매트기초와 결합된 하이브리드 석션 버켓기초(hybrid suction bucket foundation)가 제안되었다. 하지만 현재까지 수중구조물과 같이 작은 수직하중(자중)과 모멘트 하중 조건에서 수평하중에 대한 하이브리드 석션 버켓기초의 저항 메커니즘과 지지력에 관한 실험적 연구가 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 점토지반에 설치된 하이브리드 석션 버켓기초의 수평방향 저항 메커니즘과 지지력을 평가하기 위해 하중재하시스템을 구축하고 원심모형실험을 수행하였다. 본 연구에서는 원형매트와 단일 버켓이 결합된 하이브리드 석션 버켓기초와 사각형 매트와 4개의 버켓기초가 결합된 하이브리드 그룹 석션 버켓기초를 대상으로 하였다. 본 연구를 통해 매트기초와 석션 버켓기초의 스커트(skirt) 길이가 수평방향 지지력 증진에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 그 결과, 작은 수직하중과 모멘트 하중조건에서 하이브리드 석션 버켓기초의 매트와 버켓기초 스커트가 기초의 수평방향 지지력 증진에 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.69-78
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• 2016

최근에 해상 풍력발전기의 기초구조물로 석션 버켓기초가 적용되고 있다. 그런데, 석션기초는 보통 해양 연약지반에 설치되므로 장기 반복하중에 의해 누적변위가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 1-g 모형실험을 수행하여 장기 수평 반복하중을 받는 석션 버켓기초의 누적 회전각을 분석하였다. 지반조건은 2가지 밀도의 건조 사질토 지반에 대하여 실험하였다. 모형석션 버켓기초의 근입깊이, 모형지반의 밀도, 반복하중의 크기를 변화시키며 실험을 수행하였다. 수평 반복하중은 일방향 재하로 최대 $10^4$번까지 재하하였다. 실험결과, 석션 버켓기초의 누적회전각은 재하횟수와 재하진폭이 증가에 비례하여 증가하였다. 실험결과를 이용하여 건조 사질토 지반에 근입된 석션 버켓기초의 장기 누적회전각을 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다.

• 신재생에너지
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• 제6권3호
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• pp.47-54
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• 2010

Foundation plays an important role in the offshore wind turbine system. Different from conventional foundations, the suction caisson is proven to be economical and reliable. In this work, three-dimensional finite element method is used to check the suitability of suction caisson foundation. NREL 5MW wind turbine is chosen as a baseline model in our simulation. The maximum overturning moment and vertical load at the mudline are calculated using FAST and Bladed. Meanwhile the soil-structure interaction response from our simulation is also compared with the experiment data from Oxford university. The design parameter such as caisson length, diameter of skirt and spacing of multipod are investigated. Accordingly based on these parameters suggestions are given to use suction caisson foundations more efficiently.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.494-503
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• 2010

This paper reviews research trend in suction bucket foundation. Wind energy farm has been considered as an efficient alternative to fuel energy as world markets attempt to discover renewable resources. Recently, Korean government initiated the research projects investigating installation method of offshore wind energy foundation and design guideline as well as verifying feasibility of offshore wind farm. In fact, the installation of monopile and gravity type foundation has been sucessfully carried out in European and other advanced countries, and design guideline of those foundations are well established; however, various types of foundation would be necessary in the near future as offshore wind farm demands abundant wind resources in deep sea. In this paper, bucket foundation is spot lighted as a powerful and economic alternative applicable to deep sea condition.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.202-211
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• 2016

본 연구는 해상풍력지지구조물로 적용되는 석션기초의 지진하중에 대한 동적거동 분석을 목적으로 하였다. 이를 위하여 동적원심모형실험을 수행하였다. 석션기초의 스커트길이는 외력에 대한 지지거동에 중요한 역할을 한다. 스커트길이/석션기초외경 비가 0.5, 0.75, 1의 3가지 석션기초 모형이 조밀한 모래지반에 설치된 경우에 대하여 동적원심모형실험 결과를 제시하였다. 실험결과로 스커트길이에 따른 석션기초에서의 가속도증폭특성, 잔류침하량, 잔류회전각을 비교하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.825-839
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• 2010

The global and domestic market for offshore wind farm is expected to grow fast, and the design and installation of substructure and foundation is getting more important. As for the offshore wind farms located in the shallow(depth < 20m) water, the construction and installation of the substructure and foundation makes up about 1/4 ~1/3 of the offshore wind farm construction cost, and the portion is expected to increase because the turbine capacity is increasing from 2 ~ 3MW to 5MW or larger and the water depth of wind farms is also increasing over 30m. As a foundation for offshore wind turbine, the suction caisson foundation is being considered to be a highly competitive alternative to the conventional monopile or gravity based structure, because it has features suitable for the offshore construction such as quick installation, no heavy equipment for penetration and no hammering noise for driving. In order to study the installation behaviour of the suction caisson, laboratory tests were performed with sand. The pore water pressure and displacement were measured to analyze the suction pressure during penetration, the penetration speed and the amount of heaving.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.183.2-183.2
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• 2010

A three-dimensional numerical modeling using the finite element method for the suction caisson are described to decide suitability as foundation of offshore wind turbine in this paper. In the simulation, soil-structure interaction is defined by comparing experiment data. The reaction of monopod suction caisson is presented by moment loading which was calculated by FAST. Tendency of suction caisson appeared by difference of length and diameter of skirt under coupled loading. Length and diameter of skirt are suggested and evaluated as a offshore wind turbine.

• 한국해양공학회지
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• 제38권2호
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• pp.74-85
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• 2024

Offshore wind turbines are supported by various foundations, each with its considerations in design and construction. Gravity, monopile, and suction bucket foundations encounter geotechnical issues, while jacket and tripod foundations face fatigue problems. Considering this, a gravity foundation based on a steel skirt was developed, and a monopile foundation was analyzed for Pile-Soil Interaction using the p-y curve and 3D finite element method (3D FEM). In addition, for suction bucket foundations, the effects of lateral and vertical loads were analyzed using 3D FEM and centrifuge tests. Fatigue analysis for jacket and tripod foundations was conducted using a hotspot stress approach. Some hybrid foundations and shape optimization techniques that change the shape to complement the problems of each foundation described above were assessed. Hybrid foundations could increase lateral resistance compared to existing foundations because of the combined appendages, and optimization techniques could reduce costs by maximizing the efficiency of the structure or by reducing costs and weight. This paper presents the characteristics and research directions of the foundation through various studies on the foundation. In addition, the optimal design method is presented by explaining the problems of the foundation and suggesting ways to supplement them.