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전단키형 인터로킹 케이슨 방파제의 파력분산효과
Dispersion Effects of Wave Force on Interlocking Caisson Breakwater with Shear-Key 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.39 no.1, 2019년, pp.195 - 201  

송성훈 (한국건설기술연구원 인프라안전연구본부) ,  박민수 (한국건설기술연구원 인프라안전연구본부) ,  정연주 (한국건설기술연구원 인프라안전연구본부) ,  황윤국 (한국건설기술연구원 건설벤처창업센터)

초록
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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.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Long caisson breakwaters can improve the structural safety of a caisson due to the wave dispersion effect which reduces the average wave force acting on one caisson. However, in order to make long caissons, there are many manufacturing and construction limitations. Recently, interlocking caisson sys...

주제어

#장대케이슨   #인터로킹 케이슨 방파제   #전단키   #파력분산효과  

표/그림 (14)

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 파력분산효과는 인터로킹 형식에 따라 다르게 나타난다. 본 연구에서는 전단키의 형상에 따른 파력분산효과를 해석적으로 평가하여 전단키 형상을 제안하였다.
  • 본 연구에서는 케이슨의 장대화가 가능한 전단키형 인터로킹 케이슨을 제안하였다. 또한, 전단키 형상에 따른 파력분산효과 및 장대화된 인터로킹 케이슨 방파제의 파력분산효과를 해석적 방법을 통해 평가하여 다음의 결론을 얻었다.
  • , 2017). 본 연구에서는 케이슨의 측벽 및 돌출시킨 저판부에 전단키를 두어 인접 케이슨과 기준선방향으로 인터로킹시킴으로써 케이슨의 장대화가 가능한 전단키형 인터로킹 케이슨 및 전단키 형상을 제안하고, 해석적 방법을 통해 전단키에 의한 파력분산효과를 평가하였다.

가설 설정

  • 수치해석을 위한 해상조건은 최대파고 8 m, 수심(M.S.L) 15 m로 가정하고, 입사각은 파가 방파제의 전면에 수직(θ=0°) 및 경사(θ=30°)지게 입사하는 경우 2가지로 검토하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방파제의 단점은? 자중에 의한 중력의 힘으로만 파랑에 저항해야 하는 중력식 케이슨 방파제의 경우 이상파랑에 의해 케이슨이 밀려나는 활동파괴가 큰 비중을 차지한다(Takayama and Higashira, 2002). 방파제는 활동피해가 발생할 경우 보수가 어렵기 때문에 사전에 활동파괴를 예방하는 조치가 필요하다. 케이슨의 활동파괴에 대한 구조안정성을 확보하기 위한 방안 중 하나는 일반적인 케이슨 길이 20~30 m 보다 긴 장대케이슨을 이용하는 것이다.
케이슨의 활동파괴에 대한 구조안정성을 향상시킬 수 있는 방안은? 케이슨의 활동파괴에 대한 구조안정성을 확보하기 위한 방안 중 하나는 일반적인 케이슨 길이 20~30 m 보다 긴 장대케이슨을 이용하는 것이다. 장대케이슨은 기준선 방향으로 경사지게 입사하는 파의 위상차로 인해 케이슨 1함당 작용하는 평균파력이 감소하는 파력의 평활화 효과가 발생하여 케이슨의 구조안정성을 향상시킬 수 있다(Takahashi and Shimosako, 1990). 따라서 장대케이슨이라 하면 파력의 평활화 효과로 인해 평균파력이 약 20~30 % 이상 감소하는 경우로 정의할 수 있다.
장대케이슨의 장단점은? 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.
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참고문헌 (8)

  1. Kim, B. H., Jung, J. S., Lee, J. W. and Jung, J. S. (2010). "Design case of the interlocking breakwater." The Korean Association of Ocean Science and Technology Societies Conference, pp. 2882-2885 (in Korean). 

  2. Kim, B. H., Lee, J. W., Park, W. S. and Jung, J. S. (2010). "Making long caisson breakwater using interlocking system." Journal of The Korean Society of Civil Engineers, Vol. 58, No. 12, pp. 65-71 (in Korean). 

  3. Park, W. S., Won, D. H. and Seo, J. H. (2016). "An interlocking caisson breakwater with fillers." Journal of The Korean Society of Civil Engineers, Vol. 64, No. 8, pp. 28-32 (in Korean). 

  4. Park, W. S., Won, D. H. and Seo, J. H. (2017). "Proposal of sliding stability assessment formulas for an interlocking caisson breakwater under wave forces." Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, Vol. 29, No. 2, pp. 77-82. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Seo, J. H., Won, D. H. and Park, W. S. (2017). "Behavior of walls of open-cell caissons using filler under abnormally high waves." Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, Vol. 29, No. 2, pp. 83-91. 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. Seo, J. H., Yi, J. H., Park, W. S. and Won, D. H. (2015). "Dispersion characteristics of wave forces on interlocking caisson breakwaters by cross cables." Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, Vol. 27, No. 5, pp. 315-323. 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. Takahashi, S. and Shimosako, K. (1990). "Reduction of wave force on a long caisson of vertical breakwater and its stability." Technical Note of The Port and Harbour Research Institute, Ministry of Transport, Japan, No. 685, pp. 3-20 (in Japanese). 

  8. Takayama, T. and Higashira, K. (2002). "Statistical analysis on damage characteristics of breakwaters." Proc. of Ocean Development Conf., Japan, Vol. 18, pp. 263-268 (in Japanese). 

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