사석경사식 호안 우각부의 피복재 안정성 연구

Abstract

최근 강력한 폭풍에 기인하여 점진적으로 증가한 파고는 외곽 방파제와 호안에 막대한 피해를 야기 시켰다. 더군다나 연안구조물에 대한 태풍 피해가 동일한 장소에서 반복적으로 발생하였으며, 그 결과 막대한 보수·보강비가 소요되었다. 이러한 이유로 보수·보강비 절감을 위해서 기술적인 저감방안이 강구되어야 한다. 본 연구에서는 방파제와 호안에 대해서 폭풍에 의한 기존 피해사례를 검토하였고 파랑이 우각부 지역에서 간섭되기 때문에 대부분의 피해가 우각부에서 발생하였음을 알 수 있었다. 게다가 3차원 평면수리모형실험 수행 결과, 발생 파고와 비교하여 파고가 우각부 지역에서 1.3배 증가됨을 알 수 있었다. 또한 3차원 평면수리모형실험으로 알게 된 것은 Hudson 공식에 의해 사석마운드 질량의 1.5배로 호안을 피복했을 때, 우각부에 대한 사석마운드 호안의 안정성에 어떤 심각한 피해도 발생하지 않았다는 것이다. 반면에 Hudson 공식을 이용하여 간단히 처리한 우각부는 설계시의 허용피해율을 초과하여 파괴되었으며, 그 결과로서 Hudson 공식으로 산정한 기존의 피복 방법은 피복재 안정성을 저평가 할 수 있다는 것이다. 특별히 우각부를 가진 사석마운드 호안의 경우에 해당된다. 따라서 본 연구에서는 연안구조물의 우각부 설계시 Hudson 공식에 의해 산정된 값보다 사석마운드 질량을 증대 적용해야 하고, 3차원 평면수리모형실험을 통해 검증해야 한다는 것을 제시하였다.; A gradual increase of wave heights for last a few years induced by heavy storms has caused severe damages to outer breakwaters and seawalls. In addition, damages by typhoons to coastal structures happened to be encountered recursively at the same places, resulting in a lot of costs for repair and reinforcement. For those reasons, technical prevention methods need to be developed to optimize the costs. In this study, previous cases of damages by storms to surges and seawalls were reviewed, finding that most of damages occurred at the convex corners of them due to constructive waves interfered in those areas. Besides, three-dimensional wave experiments were conducted to find that wave heights increased 1.3 times in the convex corners, compared to the generated wave heights. The experiments also revealed that the rubble mound revetment over the convex corners was remained stable without any significant destruction when the revetment was armored with 1.5 times rubble mound mass by the Hudson formula. By contrast, the corners treated by simply using the Hudson formula were destructed beyond the allowable damage limit by design, indicating that the conventional prevention technique in simple association with the Hudson formula would lead to under-estimation of armor stability, in particular, the rubble mound revetment for convex corners. Thus, this study proposes that the designing of the convex corners at the coastal structures should include the excessive rubble mound mass more than the estimated by the Hudson formula and be verified through three-dimensional wave experiments.