초록 ▼

최근 해양공간의 이용, 해양풍력발전, 해양자원 개발 등과 관련하여 많은 해양 구조물의 건설이 추진되고 있으며, 대수심 연약지반에 경제적이고 효율적으로 시공이 가능한 석션파일의 활용이 늘고 있다. 현재까지 석션파일 적용사례를 살펴보면 근입깊이 4∼36 m, 적용수심 11∼350 m, 지반조건 연약점토∼사질토, 기초직경 15∼37 m 등으로 다양하나 사용된 재료는 강재나 철근콘크리트로 제한적이다. 석션파일 제작시 강재나 철근콘크리트를 사용할 경우 설치현장 주변에 제작장 부지가 필요하고, 운반 및 거치시 대용량의 장비가 필요하므로 재료비

최근 해양공간의 이용, 해양풍력발전, 해양자원 개발 등과 관련하여 많은 해양 구조물의 건설이 추진되고 있으며, 대수심 연약지반에 경제적이고 효율적으로 시공이 가능한 석션파일의 활용이 늘고 있다. 현재까지 석션파일 적용사례를 살펴보면 근입깊이 4∼36 m, 적용수심 11∼350 m, 지반조건 연약점토∼사질토, 기초직경 15∼37 m 등으로 다양하나 사용된 재료는 강재나 철근콘크리트로 제한적이다. 석션파일 제작시 강재나 철근콘크리트를 사용할 경우 설치현장 주변에 제작장 부지가 필요하고, 운반 및 거치시 대용량의 장비가 필요하므로 재료비 및 시공비가 많이 든다. 또한 해수에 장기간 노출시 부식에 대한 문제도 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 강재나 콘크리트에 비해 제작 및 설치가 용이하고 경제적인 석션파일 공법을 개발하고 효율적인 시공법을 제시함으로써 콘크리트 부유구조체의 안정적인 기초시스템으로 활용하고자 한다.
최근 해양공간의 이용, 해양풍력발전, 해양자원 개발 등과 관련하여 많은 해양 구조물의 건설이 추진되고 있으며, 대수심 연약지반에 경제적이고 효율적으로 시공이 가능한 석션파일의 활용이 늘고 있다. 현재까지 석션파일 적용사례를 살펴보면 근입깊이 4∼36 m, 적용수심 11∼350 m, 지반조건 연약점토∼사질토, 기초직경 15∼37 m 등으로 다양하나 사용된 재료는 강재나 철근콘크리트로 제한적이다. 석션파일 제작시 강재나 철근콘크리트를 사용할 경우 설치현장 주변에 제작장 부지가 필요하고, 운반 및 거치시 대용량의 장비가 필요하므로 재료비 및 시공비가 많이 든다. 또한 해수에 장기간 노출시 부식에 대한 문제도 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 강재나 콘크리트에 비해 제작 및 설치가 용이하고 경제적인 석션파일 공법을 개발하고 효율적인 시공법을 제시함으로써 콘크리트 부유구조체의 안정적인 기초시스템으로 활용하고자 한다.

Abstract ▼

Recently, there are many offshore construction projects, such as offshore wind power plants, marine resource developments, etc. around the worldwide. The demand of using of suction piles, which are cost-effective and fast in terms of installation for weak foundations in the deep sea, is sharply incr

Recently, there are many offshore construction projects, such as offshore wind power plants, marine resource developments, etc. around the worldwide. The demand of using of suction piles, which are cost-effective and fast in terms of installation for weak foundations in the deep sea, is sharply increasing. From previous case histories of suction pile constructions on various soil conditions from weak clays to frictional soils, the embedded depth, sea depth, and diameter of suction piles were within ranges of 4∼36 m, 11∼350 m, and 15∼37 m, respectively. Despite of aforementioned advantages of suction piles, the shortcomings exist on suction pile installation: (1)　it requires a large lots for manufacturing the suction piles, (2) it cost much due to high price of the materials used for the suction pile production and high transportation fees to move and install the suction pile, and (3) severe corrosion may occur due to the long exposed time under offshore conditions. In this study, a more economical and effective suction pile model, compared to the conventional suction piles, is developed so that the newly-developed suction pile system works effectively and safely as a reliable deep-sea foundation of massive concrete floating structures.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 3
• Summary ... 9
• 목차 ... 15
• 표 목차 ... 20
• 그림 목차 ... 22
• 제1장 연구의 필요성 ... 27
• 제2장 연구목표 및 내용 ... 30
• 1. 연구목표 ... 30
• 2. 연구내용 및 범위 ... 31
• 2.1 총괄 연구내용 ... 31
• 2.2 연차별 세부 연구내용 ... 31
• 2.3 당해연도 세부 연구 추진 일정 ... 35
• 2.4 연구 추진 체계 ... 37
• 3. 사업과의 연계성 ... 38
• 3.1 기술 지도(Technology Road Map) ... 38
• 4. 연구성과 활용방안 및 기대효과 ... 39
• 4.1 연구성과 활용방안 ... 39
• 4.2 기대효과 ... 40
• 제3장 국내외 기술동향 ... 42
• 1. 국외 기술동향 ... 42
• 2. 국내 기술동향 ... 48
• 제4장 실내모형실험을 통한 그룹형 석션파일의 수평방향 거동 분석 ... 49
• 1. 개 요 ... 49
• 2. 실험 장비 ... 50
• 2.1 대형 토조 장치 ... 50
• 2.2 진동다짐을 이용한 토조지반 조성 장치 ... 52
• 2.3 횡방향 하중 재하를 위한 인발장치 ... 54
• 3. 모형 지반 조성 방법 ... 56
• 3.1 지반 조성 재료 ... 56
• 3.2 지반 조성 방법 ... 57
• 4. 예비실험 ... 59
• 4.1 단일형 석션파일 수평방향 인발실험 ... 59
• 4.2 석션파일 관입/인발 모형실험 ... 65
• 5. 그룹형 석션파일 횡방향 인발실험 ... 70
• 5.1 개 요 ... 70
• 5.2 실험방법 ... 73
• 5.3 실험결과 ... 80
• 6. 소결론 ... 88
• 제5장 정밀 유한요소 해석을 이용한 그룹형 석션파일 지지력 산정기술 개발 ... 91
• 1. 개 요 ... 91
• 2. 수치모델링 절차 및 기법 개발 ... 91
• 3. 지반조건 및 해석종류 ... 95
• 4. 수치해석 모델링 ... 97
• 5. 해석결과 ... 100
• 5.1 말뚝두부 수평하중-변위 곡선 ... 100
• 5.2 변위 형상 및 변위 등고선도 ... 102
• 5.3 말뚝두부 회전각-변위 곡선 ... 104
• 5.4 수평응력 등고선도 및 항복하중 산정 ... 105
• 5.5 그룹형 석션파일의 그룹효과 분석 ... 110
• 6. 소결론 ... 112
• 제6장 석션파일 설치 해석프로그램 개발 ... 113
• 1. 개 요 ... 113
• 2. 석션파일의 시공과정 ... 114
• 2.1 시공계획 ... 114
• 2.2 운반 및 설치 ... 116
• 2.3 석션압 산정 ... 117
• 3. 해석 기법 연구 ... 123
• 3.1 적응성 향상 기법 개요 ... 123
• 3.2 Adaptive Remeshing 기법 ... 124
• 3.3 ALE adaptive meshing 기법 ... 126
• 3.4 Mesh-to-mesh solution mapping 기법 ... 128
• 3.5 Cohesive interaction 기법 ... 130
• 3.6 Mass scaling ... 132
• 4. 석션파일의 지중 관입 모델 개발 ... 134
• 4.1 탄성 모델 개발 ... 134
• 4.2 소성 모델 개발 ... 143
• 5. 웹기반 석션파일 설치 해석프로그램 개발 ... 151
• 6. 소결론 ... 155
• 제7장 Pilot Project를 위한 석션기초 설계 ... 157
• 1. 개 요 ... 157
• 2. 환경 및 지반 조건 ... 157
• 2.1 자연조건 조사 ... 157
• 2.2 지반조사 ... 159
• 3. 석션기초 설계 ... 161
• 3.1 설계석션압 산정 흐름 및 설계인자 고찰 ... 161
• 3.2 침투류 해석에 의한 기초선단 석션압 검토 ... 174
• 3.3 설계석션압 산정 및 최적 단면 선정 ... 180
• 4. 소결론 ... 189
• 참고문헌 ... 191
• 서지자료 ... 195
• 끝페이지 ... 197