An efficient and practical reliability analysis method is required for the development of reliability-based design (RBD) guidelines of coastal structures. Such a novel method is presented in this paper. It is capable of evaluating reliability of real complicated coastal structures considering uncertainties in various sources of design parameters. It is developed by intelligently integrating the Latin hypercube sampling (LHS) method and the finite element method (FEM). The applicability and efficiency of the proposed method are verified using a caisson-type quay wall. in the numerical example.

현재 지진과 관련된 토목구조물의 내진설계 규정의 제정은 활발하게 이루어지고 있는 편이나, 연안구조물의 지진해일에 대비한 설계 규정은 아직 전무한 실정이다. 하지만 2011년 동일본 대지진을 통한 지진해일의 위험성이 크게 대두되고 있으며, 특히 우리나라 동해 연안지역은 일본 서해안에서 발생하는 지진해일에 의해 피해를 입을 수 있는 지역으로서 특히 이 지역의 연안구조물의 지진해일에 대한 대비가 필요하며 피해 발생 시의 피해 예측이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 2011년 동일본 대지진에서 지진해일에 의하여 발생한 피해사례 중 토목구조물의 피해사례에 관하여 중점적인 조사와 분석을 수행하였다.

우리나라의 연안은 갯벌, 사구, 해안습지 등 독특한 자연적 특성을 갖고 있는 지역으로 다양한 생물의 서식과 함께 인간의 생산 활동에 이용되는 중요한 공간이다. 그러나 최근 연안 지역의 산업화 및 관광화로 인하여 침식 저감을 위한 연안정비사업으로 각종 호안구조물이 건설되었고, 대부분의 구조물은 성장위주의 경제 정책으로 그 기능이 상실되어 연안의 해안침식을 저감시키지 못하고 있다. 연안 해안침식 저감을 위해서는 해수와 사석과의 마찰면적 및 공극률과 관계가 깊으나, 기존에 설치되어져 있는 호안구조물은 피복사석 설계 시 연안 침식 저감에 효과적인 사석의 형상 및 배열을 고려하지 않은 상태로 설치되고 있다. 본 연구에서는 사석 호안구조물 설계 시 연안침식 저감에 효과적인 사석의 형상 및 배열을 결정하고 천연자원의 고갈을 사전에 방지하기위해 건설폐기물을 규정에 맞추어 재활용한 순환골재를 사용하여 연안 침식방지를 위한 인공사석 호안구조물의 사석 설계 방안을 결정하였다. 사석의 형상은 반사파의 크기를 저감하기 위해 해수와의 마찰면적을 최대로 할 수 있으며 제작성과 안정성을 고려하여 정26면체의 형상으로 설계하였다. 또한 피복사석의 크기는 안정계수를 사용하는 경험공식인 허드슨공식을 사용하여 결정하였으며 피복사석i H 지름의 55%와 50%에 해당하는 크기의 사석을 내부사석으로 결정하고 사석의 배열을 달리하여 사석 호안구조물을 설계하였다. 사석의 부피 및 면적과 사석개수의 관계를 계산한 결과, 배열에 따라 해수와 사석과의 마찰면적 및 공극률이 다르게 나타났으며 마찰면적이 작을수록 단위부피당 공극률이 크게 나타났다. 해수와 사석과의 마찰면적이 클수록 반사파가 감소하여 연안침식 저감에 효과적일 것으로 예상되나 공극률이 작을수록 해수의 침투가 불리하므로 이에 대한 상관관계를 추후 수행할 수리모형실험을 통해 밝혀 연안침식 저감을 위한 호안구조물의 사석 형상 및 배열을 결정해야할 것으로 판단된다.