혼성제 케이슨에서 발생 가능한 활동, 전도 그리고 편심 경사하중에 의한 마운드 지지력에 대한 안정성을 다중 파괴모드 개념으로 해석하였다. 먼저 결정론적 해석에서는 활동 및 전도 그리고 마운드 지지력에 대한 한계 상태방정식을 이용하여 최소 안전율을 만족하는 혼성제 케이슨의 최소 단면을 산정할 수 있는 식을 유도하였다. 입사조건 및 마루높이 그리고 설치수심에 따른 결정론적 해석 결과에 의하면 활동 파괴모드와 마운드 지지력 파괴모드 간 상충이 발생되었다. 따라서 혼성제 케이슨의 설계단면을 결정론적으로 산정하는 경우에도 활동뿐만 아니라 전도와 마운드 지지력에 대한 다중 파괴모드를 동시에 고려하여야 한다. 한편 확률론적 해석에서는 활동에 의하여 결정된 단면에 대하여 다중 파괴모드에 대한 시스템 신뢰성 해석을 수행하였다. 혼성제 케이슨의 다중 파괴모드에 의한 제체의 시스템 파괴확률이 입사조건에 따라 매우 다르게 거동하는 것을 알 수 있었다. 또한 마루높이와 설치수심이 증가하여도 제체의 시스템 파괴확률이 증가하는 경향이 나타났다. 특히 시스템 신뢰성 해석의 일차 해석모형과 이차 해석모형의 결과들은 본 연구에서 수행된 조건들에서는 일치되는 거동 특성을 나타냈다. 그러나 파괴모드 사이의 상관성을 올바로 고려할 수 있는 이차 해석모형의 결과가 더 높은 정도를 갖는다. 다만 파괴모드 사이에 파괴확률이 상대적으로 크게 차이나는 경우에는 일차 해석모형도 간편하게 사용할 수 있다.

혼성제 직립 케이슨의 활동에 대한 부분안전계수 산정과 Level I 신뢰성 기반 설계법에 의한 단면 결정 과정을 자세히 제시하였다. 특히 본 연구에서는 형식의 일치성과 실무에서의 적용 편이성을 위하여 부력 및 자중과 직접적으로 관련된 수위 및 케이슨을 구성하는 재료의 불확실성을 고려할 수 있는 수학적 모형을 제시하였다. 또한 양압력에 대한 영향을 정확히 고려하여 활동에 대해 안정한 혼성제 직립 케이슨 단면을 산정할 수 있는 설 계기준식을 유도하였다. 본 연구에서 제시한 부분안전계수를 가지고 Level I 신뢰성 기반 설계법에 의해 산정된 단면이 동일한 목표파괴확률에 대 한 Level II AFDA의 결과 및 Level III MCS의 결과와 매우 잘 일치하였다. 그러나 미국 및 일본의 항만 설계기준에서 제시한 부분안전계수를 이용한 결과는 그 보다 훨씬 크거나 작은 단면을 산정하고 있다. 마지막으로 부분안전계수의 목표수준과 Level I 신뢰성 기반 설계법으로 결정된 단면의 안정성 수준에 대한 일치성 여부를 확인하기 위한 다각적인 신뢰성 재해석이 수행되었다.

본 연구에서는 입사각에 따른 혼성제 근고부에 피복되는 피복석의 안정성에 대해 실험적으로 검토하였다. 국내 항만 및 어항설계기준·해설(2014)에서는 혼성제 근고부 피복석의 안정중량 산정식으로 수정 Tanimoto식이 제시되어 있으나, 산정식에 의한 안정중량과 수리모형실험에 의한 안정중량의 차이가 크게 발생하고 있어 이에 대한 재검토가 요구되고 있다. 특히, 구조물에 직각으로 입사하는 조건보다 경사지게 입사하는 조건에서 보다 무거운 중량이 요구되고 있으며, 입사각이 피복재 안정성에 미치는 영향을 검토할 필요가 있다. 수정 Tanimoto식은 피복석의 안정중량을 산정하는 식이지만, 국내에서는 콘크리트 블록의 안정중량 산정에도 활용하고 있는 실정이며, 이의 적정성 여부에 대한 검토가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 혼성제 근고부에 피복된 피복석 및 콘크리트블록을 대상으로 입사각에 따른 안정성 실험을 수행하여 수정 Tanimoto식에 의한 안정중량 산정결과와 비교 분석하였다. 본 실험은 예비실험 단계이지만, 체계적인 연구를 통해 근고부 피복재의 안정중량 산정식을 제시할 예정이다. 또한 구조물에 직각으로 입사하는 조건에 대해 피복석 및 콘크리트블록을 적용한 안정성 실험을 수행하여 현재 활용되고 있는 수정 Tanimoto식을 개선하는 것이 최종 목표이다.