사석 방파제에 피복된 Rakuna-IV의 안정성에 대한 실험적 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 Tetrapod와 비슷한 형태를 가지고 블록간 맞물림 효과를 향상 시킨 Rakuna-IV라는 소파블록이 개발되었다. 본 연구에서는 사석 방파제에 피복된 Rakuna-IV의 적정 중량을 계산하기 위한 안정공식을 개발하였다. Rakuna-IV의 안정수에 영향을 미치는 요인으로 파고, 주기, 파의 지속시간, 상대피해, 그리고 방파제의 사면 경사각을 고려하여 총 51가지의 수리 모형실험을, 한편 Tetrapod의 경우 1: 1.5 경사에 대하여 17가지의 수리모형 실험을 실시하여 Rakuna-IV와 안전성을 비교하였다.
본 연구에서는 기존 Rakuna-IV의 실험적 연구보다 넓은 범위의 구조물 경사 및 파형경사를 사용하였으며 기존의 쇄기파(surging wave) 조건에서 이루어진 실험을 권파 (plunging wave)의 영역까지 확장하여 다양한 조건에 적용할 수 있는 안정공식을 유도하였다.

목차 (Table of Contents)

• 초 록 ⅰ
• 목 차 ii
• 표 목 차 ⅴ
• 그 림 목 차 ⅴii
• 기 호 x
• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 필요성 1
• 1.2 연구동향 및 목표 3
• 제 2 장 이론적 배경 6
• 2.1 방파제의 수리 모형 실험 6
• 2.1.1 상사법칙 6
• 2.1.2 방파제 수리 모형실험 7
• 2.2 방파제 피복재의 피해 측정 10
• 2.2.1 피해(damage)의 정의 10
• 2.2.2 피해(damage)의 측정 11
• 2.3 방파제 피복재의 안정성 11
• 2.3.1 사석의 중량 산정 공식 16
• 2.3.1.1 Iribarren (1950) 식 16
• 2.3.1.2 Hudson (1959) 식 17
• 2.3.1.3 Van der Meer (1988a) 식 18
• 2.3.2 Tetrapod의 중량산정 공식 18
• 2.3.2.1 Van der Meer (1988b) 식 18
• 2.3.2.2 De Jong (1996) 식 19
• 2.3.2.3 Hanzawa (1996) 식 20
• 2.3.2.4 Suh & Kang (2012) 식 21
• 2.3.3 Rakuna-IV의 중량 산정공식 21
• 2.3.3.1 Yasuda et al. (2009) 식 21
• 2.3.3.2 Vietnam Water Resources University (2011) 식 22
• 제 3 장 수리 실험 23
• 3.1 실험 개요 23
• 3.2 실험 장치 및 특성 23
• 3.2.1 조파수조 23
• 3.2.2 조파기 및 제어장치 24
• 3.2.2 파고계 및 캠코더 25
• 3.3 모형 제작 및 설치 26
• 3.3.1 모형제작 26
• 3.3.2 모형설치 27
• 3.4 실험조건 30
• 3.4.1 파랑 조건 30
• 3.4.2 스펙트럼 보정 30
• 3.4.3 천수효과 32
• 3.4.4 실험진행 32
• 제 4 장 Rakuna-IV의 안정성 35
• 4.1 실험 결과 35
• 4.1.1 파고와 피해의 관계 35
• 4.1.2 파형경사, 구조물 경사와 피해의 관계 36
• 4.1.3 폭풍 지속시간 39
• 4.2 안정공식의 유도 40
• 4.2.1 권파 공식 유도 42
• 4.2.2 쇄기파 공식 유도 44
• 4.2.3 최종 안정공식의 제안 48
• 4.3 안정공식의 비교 및 검증 49
• 4.3.1 Rakuna-IV의 안정공식의 검증 50
• 4.3.2 Tetrapod와 Rakuna-IV의 거동 비교 55
• 4.3.3 Tetrapod와 Rakuna-IV의 반사파 억제 성능 비교 56
• 제 5 장 결 론 60
• 5.1 결 론 60
• 5.2 향후연구과제 62
• 참고문헌 63
• 부록 65
• 부록 A ........ 65
• 부록 B ........ 89