충격파압에 의한 방파제의 수치해석 = Numerical Analysis of Breakwater under Wave Impact Pressure
저자
발행사항
서울 : 세종대학교 대학원, 2002
학위논문사항
학위논문(석사)-- 세종대학교 대학원: 토목환경공학과 2003. 2
발행연도
2002
작성언어
한국어
주제어
KDC
538.3 판사항(4)
DDC
624.1834 판사항(21)
발행국(도시)
서울
형태사항
43p. : 삽도 ; 26cm.
일반주기명
참고문헌: p. 42-43
소장기관
항만구조물 가운데 방파제는 항외로부터 입사해오는 파랑 및 해일을 막아서 항내 시설물 및 인명을 보호하는 중요한 사회기반시설이다. 특히, 우리나라에 매년 발생하는 태풍에 의한 피해를 억제하는 방파제의 가치는 무한히 크다.
방파제의 파괴하는 충격파압은 평상시 동수압에 비해 10배의 강도를 갖는 것으로서 충격파압과 이에 대한 방파제의 거동이 정확히 규명되어야 방파제를 안전하고 경제적으로 설계할 수 있을 것이다. 하지만 현재 방파제구조물에 대한 정밀한 해석을 못하고 있는 이유는 해석시 유체-지반-구조물 상호작용을 정확히 고려하지 못하기 때문이다. 태풍에 의한 방파제 구조물의 최악의 피해는 콘크리트 케이슨의 파괴(구조물 파괴)나 기초지반의 항복(토질항복)이다. 그러므로 태풍으로 인한 반복적인 파력의 충격을 고려하여 방파제의 동적 거동 해석에 사용하여야 한다. 이러한 현상을 반영하려면 유체-지반-구조물 상호작용을 고려한 동적 해석을 수행하여야 할 것이다. 현재까지 국내·외를 막론하고 충격하중에 의한 방파제의 동적 거동 해석은 미흡한 실정이다. 중요한 사회기반 시설인 방파제구조물의 안전성을 파악하려면 이 구조물의 해석시스템을 개발하는 본 연구는 매우 긴요하다.
본 연구의 주요내용을 크게 4개 분야 즉, (1) 콘크리트 구성방정식 선정, (2) 충격파압에 의한 피해, (3) 충격파압에 대한 이론적 연구, (4) 극한해석 프로그램을 사용하여 유체-지반-구조물 상호작용 해석으로 나눌 수 있다.
Breakwater is a final defense structure that protects coastal structures and human lives from catastrophic storms. Therefore, it can be considered as one of the most important infrastructures in our society. Due to repeated storms annually in Korea, breakwater is especially a valuable safety structure in my country.
The most common failure of breakwater comes from impact wave pressure generated by intense storms. This impact pressure is 10 folds greater than the pressure generated by normal waves. Therefore, the precise knowledge of magnitude of impact wave pressure applied on breakwater and its structural response is crucial for the economical and safe design. However, presently, a precise analysis of breakwater is restricted by insufficient and incorrect consideration of the effect of fluid-soil-structure interaction. The most serious damage of breakwater occurs when either caisson fails (structural failure) or foundation yields (soil failure). Therefore, it is important to perform dynamic analysis of breakwater under repeated impact wave pressure loadings. In order to effectively implement the described impact loading and foundation boundary conditions of breakwater, the fluid-soil-structure interaction effect included dynamic analysis must be performed. Until now, researches in dynamic analysis of breakwater under impact loading has been lacking at best internationally as well as domestically. The proposed research of the accurate analysis of breakwater is indispensible for a proper structural safety evaluation.
4 major research areas included in this study are (1) selection of impact concrete constitutive model, (2) damage of impact wave pressure, (3) theoretical analysis of impact wave pressure, (4) fluid-soil-structure interaction analysis using limit analysis computer program.
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