균일한 점성토 지반에 시공된 석션 케이슨 앵커의 인발력

Abstract

심해 부유식 구조물에 대한 연구는 주로 석유 시추용 플랫폼에 대한 적용을 위해 발전해 왔으며, 최근에는 신재생에너지에 대한 사회적 요구로 인해 해상풍력발전기에 대한 적용도 그 대상이 되고 있다. 심해에서 경제적인 것으로 알려져 있는 부유식 해상풍력발전기 계류체의 장력은 앵커에 전달이 되며, 앵커의 자중과 부유체에 가해지는 바람, 파도, 해류 등의 영향으로 앵커에는 수직, 수평성분을 모두 가진 경사진 하중이 작용하게 된다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 앵커의 형상 및 앵커의 인발각에 따른 석션 케이슨 앵커의 인발력을 산정한다. 균일한 지반에 관입된 앵커의 경우에, 앵커의 인발력과 관입깊이의 관계는 선형에 가까운 형태를 보였으며, 파괴포락선의 형상은 앵커의 관입깊이가 커질수록 더 각이 진 타원의 형태로 변화한다. 최적 하중재하점은 앵커 관입깊이의 0.57배에 해당하는 위치에 존재하는 것을 확인할 수 있었다. Floating offshore structures have been actively studied mainly for the application of oil productions in the past. Presently, this asset from oil industry finds its way for the application to floating wind turbine systems. Tensile forces in mooring systems pull the anchoring systems at the connection, and due to the combination of anchor weight, wind, wave, and current, the anchor may experience inclined forces. The main scope of this paper is to analyze the ultimate holding capacity of suction caisson anchors according to the anchor dimensions and anchor translation angle based on finite element analysis. The holding capacity is linearly proportional to the embedment depth of anchor when installed in uniform soil. The shape of failure envelope becomes more angular as the anchor gets slenderer. The depth of optimal loading point is found to be at 0.57 times the length.