신뢰성 해석을 통한 고중량 피복블록의 안정성 검토
Stability Assessment of High-Specific Gravity Armor Blocks Through Reliability Analysis
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초록
고파랑 내습빈도 증가에 따라 소요안정중량 확보를 위해 고중량 피복블록의 설치사례가 증가하고 있다. 하지만, 내파안정성을 위해 요구되는 소요안정중량보다 상회하는 중량 확보에도 불구하고 고중량 피복블록의 이탈, 파괴 등의 피해사례가 발생하고 있다. 본 연구에서는 내습파랑에 대해 충분한 소요안정중량이 확보된 고중량 피복블록의 피해사례를 대상으로 결정론적 설계법에 적용된 소요안정중량 산정식을 성능함수 형태로 정의하여 신뢰성 해석을 수행하였다. 이를 통해 설계파고 및 내습파랑에 대한 고중량 피복블록의 안정성을 정략적으로 평가하였다. 그 결과, 고중량 피복블록 사용시 발생할 수 있는 파괴확률은 설계에 적용된 설계하중과 그 외 성능함수를 구성하는 확률변수들의 특성치가 정확하게 산정되었다면 설계파고 및 내습파랑에 대하여 Level I, II, III 해석방법 모두에서 충분한 안정을 확보하는 것으로 판단된다. 하지만, 이상의 결과에도 불구하고 실제 현장에서 소요안정중량이 확보된 고중량 피복블록의 피해가 발생하였다는 것은 고중량 피복블록 사용시 기존에 사용된 피복블록의 안정계수 산정방법 및 소요안정중량 산정식 등에 대한 적용성 검토와 수리모형실험을 통해 내파안정성에 대한 추가적인 검증이 필요할 것으로 판단된다.
Abstract
As the frequency of high-wave events increases, the use of high-specific gravity armor blocks to meet safety weight requirements is also increasing. However, despite meeting or exceeding the required safety weight for wave resistance, cases of damage, such as displacement and failure of these blocks, have been reported. This study conducted a reliability analysis, defining the required safety weight function—derived using a deterministic design method— as a performance function, focusing on cases that meet the required safety weight under high-wave conditions. This approach enabled a quantitative assessment of the safety of high-specific gravity armor blocks under both design and extreme wave conditions. Findings of this study suggest that high-specific gravity armor blocks demonstrate adequate stability against design and extreme waves across all levels (levels I, II, and III) if design loads and characteristic values of random variables in the performance function are accurately assessed. Nonetheless, given instances of armor block failure on-site, further studies on the applicability of existing safety coefficient calculation methods and the required safety weight function are recommended.