수치해석을 통한 규칙파 작용시 패러핏 위치에 따른 직립제의 안정성 평가

Abstract

일반적으로 케이슨식 방파제의 경우에 월파를 방지하는 목적으로 항외측에 패러핏을 설치한다 만약설계파고를 상회하는 고파랑에 의해 방파제에 피해가 발생하면 보강방법 중 하나로 패러핏을 설계기준에 따라 높이는 방법을 채택하기도 한다 이 경우 패러핏 높이의 증가는 방파제에 작용하는 파력의 증가로 이어지게 되어 보강된 방파제의 안정성 확보에 어려움이 발생한다 하지만 패러핏을 항내측에 설치하면 월파를 방지할 뿐만 아니라 케이슨 전면과 패러핏 전면에 작용하는 파압의 위상차에 의하여 방파제에 작용하는 파력이 감소하는 효과를 얻을 수 있다 이는 방파제의 안정성과 기초마운드의 지지력 측면에서 도움이 된다 그리고 패러핏의 형상을 등의 반파공으로 설계한다면 직립식 패러핏에비하여 월파량을 줄일 수 있다본 연구에서는 케이슨 방파제의 보강 및 설계시 효율적인 패러핏의 배치를 돕기 위하여 직립제 상부의 패러핏 설치 위치를 변화시켜서 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다 를 사용하여 규칙파에 대한 수치해석을 수행하였고 파고와 주기의 변화에 따라서 케이슨과 패러핏에 작용하는 파압 및위상차를 분석하였고 충격적인 파압의 발생유무를 검토하였다 그리고 파압의 위상차에 의한 방파제에작용하는 총 파력의 특성에 대하여 분석하였다 또한 설계파 조건에 대하여 전도 활동 지반지지력에 대한 안정성을 검토하여 패러핏 위치 변화에 의한 파력감소효과가 미치는 영향을 분석하였다패러핏이 항내측에 위치한 경우에 패러핏 전면에 작용하는 최대파압이 증가하고 방파제 전면에 작용하는 최대파압은 감소하였다 하지만 케이슨과 패러핏의 위상차가 커서 방파제의 안정성에는 영향을 거의 미치지 않았다 패러핏을 항내측에 위치한 경우에 방파제에 작용하는 총 파력은 패러핏을 전면에 설치한 경우에 방파제에 작용하는 총 파력보다 약 정도 감소하였고 이 경우에 패러핏에 작용하는 파력의 기여율은 약 로 매우 작았다 설계파 조건에 대하여 활동과 전도에 대한 안정성 검토를 수행하여 방파제의 유효자중을 산정한 결과 패러핏을 항내측에 위치한 경우의 유효자중은 패러핏을 전면에 설치한 경우의 유효자중에 비하여 약 정도 감소하였다 그리고 지반지지력 안정성 검토를 수행한 결과패러핏을 항내측에 위치한 경우의 지반지지력은 패러핏을 전면에 설치한 경우의 지반지지력보다 약정도 감소시킬 수 있는 것으로 평가되었다 이러한 결과는 규칙파의 수치해석에 대한 것으로 현장 적용을 위해서는 불규칙파에 대한 검토와 수리모형실험에 대한 검증이 필요하다.