지진해일 방파제
지진해일 대책을 주목적으로 하는 방파제
지진해일 영향의 저감효과 등을 감안 하여 평면배치, 마루높이 등을 설정하여야 한다.
지진해일 대책을 주목적으로 하는 방파제는 파랑 등의 외력에 대한 구조의 안정 이외에 지진해일 내습시의 특성을 감안하여 구조물의 안정을 확보하여야 한다.
해설
지진해일 방파제의 설계에서는 지진해일 저감효과,항 입구 유속 등 폭풍해일 방파제와 같은 외력항목을 검토하고 고려할 수 있도록 한다.
지진해일 방파제의 마루높이는 폭 풍해일 빙과제의 마루높이 결정기준을 준용한다. 항만의 방파제가 일반 방파제의 기능과 지진해일 방파제 등의 복합적 기능을 할 경우에는 설계파랑의 월파 및 지진해일의 월파에 대하여 필요한 마루높이를 비교하여 높은 쪽을 취한다. 이때 높은 쪽의 월파 등을 저감할 수 있는 구조형식을 검토하여 적용할 수 있다. 한편 지진해일의 피해를 막기 위한 방파제는 배후수역 및 육역의 방재시스템과 연계하여 그 마루높이 및 평면 배치를 확률론적으로 결정할 수 있다.
지진해일 - KDS 64 10 10 설계조건 (4.4.4 지진해일)을 참조
지진해일 시에 제체에 가하는 외력으로는 제체 내외의 수위 차에 의한 정수압과 지진 해일에 의한 파력이 있다. 더구나 방파제 배후의 수위는 지진해일의 유입 유출에 따라서 반드시 정수면과 일치하지 않는다는 점에 유의할 필요가 있다.
지진해일에 의한 파력에 대하여는 해명되지 않은 부분이 많기 때문에 수리모형실험 등의 적절한 방법에 의하여 파력을 확인하는 것이 필요하다.
좁은 항입구부에 지진해일이 내습한 경우 유속이 증대하고 수류의 와류가 발생하여 수중 기초사석부의 피복재의 안정성에 큰 영향을 미치는 일이 실험적 연구에 의하여 확인되고 있다. 또 폭풍해일보다도 크다고 하는 지진해일의 소류력의 영향도 있다.
특히 항입구부에 대한 제체 직립부의 안정성 및 기초지반의 세굴방지를 도모해야하는 등 세밀한 주의가 필요하다.
지진해일 방파제는 수심이 깊은 곳에 설치하는 경우가 많으며 이 경우
제체높이도 커지고 지진시의 안정이 특히 문제가 되므로 기초 사석부 재료의 비선형성을 고려한 지진응답 계산을 하여 내진성을 검토하는 것이 바람직하다. 더욱 높이가 큰 구조물은 일반적으로 위로 갈수록 지진력이 커지므로 높이에 따라 진도를 변화시키는 방법도 있다. 또 기초 사석부 사면의 지진 시 안정에 대하여도 검토하는 것이 바람직하다.
수심이 깊어짐에 따라서 기초부의 높이가 커질 수 있기 때문에 파력에 대한 기초사석부의 안정이나 기초 사면의 파랑에 의한 변형에 주의할 필요가 있다. 또 기초사석부의 압축량이 커지므로 사석의 여성고 등을 배려할 필요가 있다.
해설 그림 (4.13-1) 지진해일 방파제의 효과(오후나도만의 경우)
지진해일 방파제의 효과
해설 그림 (4.13-1)과 같이 주기가 긴 장주기 진동에서 방파제가 있는 경우의 파고 증폭률 M(만내진폭/입사진폭)이 방파제가 없는 경우와 비교하여 크게 감소하여 지진해일 저감 효과를 발휘하고 있음을 알 수 있다.
이와 같이 지역특성에 따라 그 효과를 주기(주파수) 특성별로 해석하고 확인하는 과정이 필요하다.
외력에 의한 구조안정성
직립부의 활동,전도 및 기초지반의 지지력부족으로 인한 파괴에 대한 안정성 여부를 검토하되 이 기준 4.6 안정계산을 참조한다.
지진해일에 의한 파력에 대하여 단주기 파로부터 장주기파로의 천이과정(遷移過程)에서 파력의 변화를 기초사석부의 높이에 따라 검토하고,파력의 변화에 대한 주기효과를 검토 할 필요가 있다.
주기가 극단적으로 길어지면 사석부 높이의 영향은 무시할 수 있게 되어 a2 = 0 로 한 값 정도에 가까워지는 것 같다. 장주기파에 의한 파력은 KDS 64 10 10 설계조건(4.4.4 지진해일)의 파력을 참조할 수 있다[참고 그림 (4.13-1) 참조].
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해양항만 사업, 선박, 해양사고 전문가 그룹대표 : 고봉기 교수
20년 경력 행정법[행정심판], 전임교수
현, EBS 교육방송 공무원 행정법 전임강사
현, 해양수산부 청원경찰(해양항만) 공무원 전임강사
현, [주] 대한안전신문 해양[선박]사고 자문위원
현, 연합환경신문 해양환경분쟁, 선박감정사 법률고문
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