해안 지역은 해수의 운동에너지의 대부분은 해안에서 소산되며 이 과정에서 해안의 토사 등이 유실된다. 수면에 돌출된 방 파제에 비해 수중구조물은 해수의 유통을 가능하게 하고 해안선을 따라 해수순환을 가능케 한다. 이 연구에서는 해안 침식을 방지 기 능을 갖는 수중구조물을 수중장애물로 형상화 하고 후방의 흐름특성을 입자영상유속계를 이용하여 규명하였다. 그 결과 유선의 곡률 효과가 현저히 나타났으며 전단층 주위 유체의 유입 등의 영향으로 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다.

삼각형상 구조물은 바다에서 풍요로운 어장을 만들기 위해 용승류를 발생시키기 위한 인공용승구조물의 기본적인 형태로 이용되고 있다. 인공용승류는 많은 양의 영양염류를 포함하고 있는 저층의 바닷물을 해저로부터 표층으로 끌어 올리는 작용을 한다. 이 연구의 목적은 여러 가지 성층계수에 따른 삼각형상 수중구조물 주위의 유동특성을 규명하는 것이다. 회류수조 내에서 삼각형상 구조물 모델을 대상으로 유동특성을 조사하기 위하여 유동가시화 방법을 이용한 실험적 연구를 수행하였고, 입자영상유속계(PIV)를 이용하여 수중구조물 주위의 유동장을 계측하였다. 실험결과 구조물 후상부 영역에서의 용승효과는 수심이 구조물 높이의 2배이고, 성층계수가 약 3.0일 때 가장 좋은 결과가 나타났다. 이러한 정량적인 데이터는 인공용승구조물의 기능적 효율을 결정하는 데에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

유체-구조물 상호작용 효과를 고려하여, 실린더형 수중 구조물의 유한요소 모델을 상용 전산코드를 사용하여 작성하고 동적하중에 대한 응답해석을 수행하였다. 구조 유한요소에 부착되는 유체 유한요소로 인하여 발생하는 요소행렬의 비대칭성으로 인하여, 일반적으로 사용되는 유한요소 해석 전산코드로 유체-구조물 상호작용 모델에 대한 응답스펙트럼해석을 수행하는 것은 불가능하다. 이 문제의 해결을 위하여, 등가 비 유체-구조물 상호작용 모델을 구성하고, 등가비 유체-구조물 상호작용 모델에 대한 응답스펙트럼 해석 및 조화가진 응답해석 결과를 이용하여 유체-구조물 상호작용 모델의 스펙트럼 가진에 대한 동적 응답을 계산할 수 있는 효율적인 방법을 제시하였다.

건물기초롤 지진절연하면 건물뿐만 아니라 그 내부구조물의 지진웅답도 크게 감소한다는 사실이 많은 연구 를 통해 확인되어 왔다. 그런데 이러한 내부구조물이 유체내에 잠기고 부가질량효과가 크게 작용되는 조건에 놓이는 경우 오히려 지진응답이 중가할 수 있다. 본 논문은 건물 내 수중구조물의 지진해석올 통해 그러한 예 를 제시하고자 한다. 해석결과 지진절연된 건물의 경우 이러한 내부 수중구조물의 지진웅답이 상당히 증가할 수 있기 때문에 이에 대한 조치가 필요함을 보였고， 적절한 설계에 의하여 부가질량효과를 조절함으로써 어느 정도 응답을 줄일 수 있다는 사실을 알 수 있었다.

In order to understand the seismic performance of weir structure under seismic events, concrete weir structure with infinite foundations was modeled in ABAQUS. Additionally, this study conducted the three different design response spectra based on KBC 2009, ASCE 7-05, and EuroCode 8. The results from numerical analyses showed that the seismic behavior of weir structure subjected to seismic ground motions was sensitive to natural frequency and mass participation factors.

This study presented the seismic performance of weir structures with infinite foundations subjected to seismic ground motions, rather than finite soil foundation to avoid the reflection of seismic wave propagation at the mesh boundaries. The analytical model of weir structures was developed in ABAQUS　platform and then the seismic performance of concrete weir structure was evaluated through design response spectrum (KBC 2009). It was revealed that the maximum stresses obtained from infinite models was significantly increased, in comparison to the finite models.

A filming technique using Side Scan SONAR should be varied upon condition in order to obtain high-resolution data. Because the theoretical measurement scope is different from the actual measurement scope. It is possible to obtain the accurate data only after adjusting the water depth, distance from a structure and emission angle. Via the multiple regression analysis of data accumulated through field experiments and relations of 3 variables, and equation was devised.

수중구조물은 구조물 마루가 수면 위로 드러나지 않아 자연경관을 해치지 않으며 해수소통이 원활하게 이루어지는 장점을 가지고 있어 1990년대부터 유럽과 일본을 중심으로 다양한 연구가 이루어졌고, 현장에 적용되고 있다. 현재 우리나라에서도 연안침식 저감 등을 목적으로 수중구조물의 설치사례가 증가하고 있는 실정이다. 그러나 우리나라는 수중구조물에 대한 연구가 상대적으로 미흡하여 해외자료를 이용하여 설계를 수행하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 수중구조물의 기하학적 제원 및 제체 구성재료 등에 따른 해안수리특성에 대한 검토를 수행함과 동시에 수중구조물 피복재의 안정성을 실험적으로 검토하였다. 수중구조물 설계시, 피복재의 안정중량 산정에는 방파제에 적용되는 피복재 안정중량 산정식을 황요하고 있는 실정으로 수중구조물의 안정중량 산정식은 부재한 실정이다. 따라서 본연구에서는 콘크리트블록과 Tetrapod를 적용한 피복재의 안정성을 실험적으로 검토하였다. 또한 콘크리트블록의 거치방법에 따른 안정성도 비교 평가하였다. 수리실험은 2차원 수로에서 진행되었으며, 불규칙파를 적용하였다. 향후 입사각에 따른 피복재 안정성 및 제두부구간의 안정성 검토를 위한 3차원 실험과 해안수리특성 실험도 진행예정이다.

By using non-destructive inspection equipment, ultrasonic and schmidt hammer, this research performed non-destructive inspection of underwater concrete for more efficient management in underwater concrete structures. And based on instrumented rebound hardness and ultrasonic pulse velocity, we developed the underwater concrete structures-strength estimation models using artificial neural network.

본 논문은 기존 수중 콘크리트 구조물의 강도관리 및 진단기술의 중요성은 날로 증가함에 따라 개발되고 있는 ROV (Remote Control Vehicle)에 탑재될 수 있는 비파괴 검사 장비를 개발하여 콘크리트 내부의 강도측정을 하고자하였다. 수중화된 슈미트해머와 초음파센서를 통하여 수중에 있는 콘크리트 공시체의 반발경도 및 초음파속도를 계측하여 실제 압축강도 값과 비교하였으며 이를 통하여 수중에서의 강도추정식을 도출하였다. 도출된 3가지 식 중에서 반발경도와 초음파속도를 복합적으로 사용하는 복합식이 가장 정확도가 높았으며 이에 따라 실제 수중에서의 콘크리트의 강도를 추정하고자 할 때 활용 가능성도 높아질 것으로 예상된다.

수중구조물은 해수면 아래에 건설되어 경관을 유지하며 파랑 에너지 감쇠를 통해 정온역을 형성할 수 있다. 특히 공명 현상에 의한 Bragg 반사를 이용한 다열 수중구조물은 재료량을 대폭 절감할 수 있다는 경제적 장점이 있어 오늘날 파랑으로부터 해안 도시를 보호하기 위하여 많이 사용된다. 그러나 오랜 시간동안의 수중구조물 사이 퇴적 작용은 수중구조물의 성능에 영향을 주어 초기 설계값과 다른 특성을 나타내어 해안 도시 안전에 위협을 가할 수 있다. 본 연구에서는 다열 수중구조물 사이 퇴적에 의한 파랑의 반사율을 고유함수전개법을 이용하여 해석하였다. 정확한 반사율 계산에 필요한 구간의 수를 검토했으며, 소멸파 성분의 개수를 16개로 제안하였다. 수중구조물의 개수가 증가할수록 최대반사율이 증가하며 완전투과를 나타내는 상대수심의 수가 증가하였다. 퇴적 높이가 증가할수록 공명 현상 효과와 최대반사율이 감소하며, 최대반사율을 나타내는 상대수심의 위치 또한 변함을 확인하였다. 또한 퇴적 높이에 따른 반사율 양상이 상대수심마다 상이하였다. 그러므로 다열 수중구조물 설계 시 퇴적에 의한 성능 변화를 고려하거나, 준설작업을 통한 수중구조물 유지보수가 필요하다.

잠제(수중구조물)는 천단부분이 수면 위로 드러나지 않아 자연경관을 해치지 않으며 해수소통이 원활하게 이루어지는 장점을 가지고 있어 1990년대부터 유럽과 일본을 중심으로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 우리나라는 이에 대한 자료가 부족하여 일본의“인공리프 리프 가이드 북”을 활용하여 설계하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 사석마운드와 콘크리트 블록으로 피복된 불투과성 잠제에 대해 기하학적 형상별 전달특성을 수리실험을 통해 검토하였다. 실험조건은 d0=0.3m, 0.4m, 0.5m; Rc=0.1m, 0.2m; W=0.25m, 0.5m, 1.0m, 2.0m, 3.0m; T1/3=1.0sec~3.0sec (ΔT1/3=0.2sec); H1/3=0.06m~0.22m (ΔH1/3=0.02m)이며, 파고전달율은 Kt=f(Rc/H1/3, B/L1/3, H1/3/L1/3, Rc/d0)의 함수로 제시된다. 실험결과에 의하면 상대 상단수심에 따라 파고전달율의 차이를 확인할 수 있었으며, 동일한 상대여유고 및 파형경사 조건의 경우에도 상대상단수심이 큰 경우에 파고전달율이 크게 산정되었다.

To contribute to efficient and safe inspection and maintenance of underwater facilities by identifying the damage status of underwater parts through collecting and analyzing local and overseas data. The carrying out actual underwater surveys to perform characteristics analysis and evaluation on the underwater facilities and present a Application Method of 3-D side scan sonar for Assessment of Underwater Structures.

In this study, three kinds of nondestructive evaluation (NDE)　techniques for the effective maintenance of underwater concrete structures are investigated: schmidt hammer-based NDE, indirect ultrasonic waves-base NDE and impact echo method using noncontact air-coupled sensing system. Currently, lots of limitations to implement these techniques to real-world structures are being considered.

최근 태국의 수도 방콕의 장기화된 홍수로 인하여 인명 및 국가 기간시설물에 대한 피해가 발생하였고, 전 세계적으로도 지구온난화 및 이상기후 현상으로 태풍 및 홍수에 대한 피해가 증가하고 있는 추세이다. 이로 인해 국내외에서 해마다 홍수로 인하여 많은 교량들이 붕괴되고 있으며, 교량파괴의 주요 원인은 홍수와 세굴인 것으로 분석되었다. 교량에서 중요한 부분인 교각처럼 수중에 위치한 구조물에 대해서는 결함을 찾아내고 이를 유지 관리하는 제반 기술적 사항이 미흡한 실정이다. 또한 교각수중점검을 수행하는 용역방식이 외부 비전문적인 용역방식과 인력 위주의 점검으로 인하여 안전관리 부재 및 점검자의 주관성 개입 등 데이터 획득과 결함 평가의 신뢰성에 나쁜 영향을 미치고, 형식적인 점검이 이루어지고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 교량의 수중구조물점검을 위해 무인 수중 점검 장비 중 하나인 수중음파탐지기(Side Scan Sonar : SSS)를 이용한 실험으로 무인점검의 가능성에 대해 조사하였고 사용성 검증을 위한 수중촬영도 함께 실시하였다. 실험결과를 통해 Sonar를 이용한 교량 수중구조물 점검이 탁도가 불량이거나 대규모 교량의 세굴 탐지에 있어 효율적이라고 판단된다.

수중구조물은 특수한 환경적 요인에 의하여 심한 열화상태에 놓이게 되며, 이러한 열화현상이 지속되게 되면 구조물은 철근의 부식과 콘크리트단면의 손실로 인하여 구조적으로 심각한 문제를 발생하게 된다. 수중구조물은 기중환경에서의 보수작업보다 매우 어려우며, 보수효과에 대한 증명도 불확실한 것이 현실이며, 기존의 보수공법은 외국의 사례를 보수효과의 검증없이 그대로 적용하거나, 경험에 의하여 시공되어져 왔다. 본 연구에서는 수중구조물에 대한 보수공법을 제안하고, 실험체의 거동특성과 보수재와 피보수재의 계면파괴를 관찰하여 제안된 보수공법의 효과를 비교 · 분석하였다.

최근 건설구조물의 하자보수기간은 5년에서 10년으로 연장되었고 건설품질 및 유지관리에 대한 인식의 변화에 따라 교량, 댐, 항만 구조물의 수중부 은폐된 부분에 대한 유지관리를 위해 반영구적인 공법의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 지금까지 대형 강관 및 교각의 수중시공에서는 잠수부들의 기술능력부족과 수중에서의 작업조건의 까다로움 등으로 임시적인 작업이 되었던 현 실정을 고려하여 수중구조물 유지관리에 실용화 될 수 있는 공법으로 부체식 섹터케이슨을 제안하였다. 특히, 상부구조물이 수면에 가까운 경우 및 구조물간 간격이 좁은 경우 보수구간의 접근성과 교각과 같은 대형 수중구조물 유지 보수 시 드는 고비용의 문제 등으로 전체 구조체를 설치하는 대신 섹터케이슨을 개발하여 도입함으로써 비상시 이동과 장래 신속한 작업수행 및 작업수준 향상에 획기적인 역할이 기대 된다.

근래 국내 산업의 고도화와 수출입 증가에 따른 경제력의 상승과 함께 도로, 교량 및 항만시설의 확충과 각종 호안 및 해상구조물의 건설요구가 급증하고 있다. 해양수산부는 9대 신항만의 건설과 기존어항의 재개발을 추진하고 있다 이들 구조물의 대부분은 교각기초, 안벽, 돌핀, 안벽, 돌제 등은 강재나 콘크리트 파일로 새롭게 건설되고 있다. 이들 기초, 지지격벽 및 파일은 건설 후에 수면아래에 있게 되므로 구조물의 상태를 파악하기가 어렵고, 그 구조물의 보수나 보강이 충분하지 못한 상태이다. 더구나 매년 이러한 유지 보수작업은 구조물의 부식을 방지하기 위한 불완전한 보수와 수중공사로 인한 장기작업으로 고비용 때문에 정부의 예산을 소진하게 된다. 이와 같은 정부예산의 지출을 절감하기 위해서는 기존 구조물의 내구연한을 연장시킬 필요가 있는 것이다. 그러므로, 부유식 케이슨으로 건식작업환경을 제공함으로써 평균해수면 수중구조물의 유지를 위한 새로운 기법을 개발하였다. DCPM은 작업구간을 쉽게 이동하고 취급이 용이한 것으로 나타났다. 또한 DCPM은 유지보수비용 및 방식작업 시간을 현저하게 줄였다. DCPM은 해안 및 수중구조물의 유지와 건설비용을 줄이는 이정표가 될 것으로 본다.