앵커 주묘에 의한 충돌 해석은 3.2절의 선행해석으로 산정된 앵커 주묘 시나 리오를 적용하여 실시하였으며, 산정된 시나리오를 적용하여 앵커가 주묘로 인 해 해저지반 내 매설된 파이프라인과 충돌하면 파이프라인은 파괴 및 오장동이 예상되므로 안전하지 않다는 해석상 설정을 하였다.
또한 선행해석과 동일한 유한요소 해석기법과 3차원 유한요소 모델링을 적용 하고 해저지반의 성질을 3가지(Soft clay, Loose sand, Dense sand)로 적용하여 각기 다른 해저지반에서의 앵커 주묘 시 침투되는 깊이를 산정하여, 매설된 파 이프라인과의 충돌 유무를 예측하여 위험성을 분석하는 개념으로 충돌해석을 실시하였다.
마찬가지로 앵커 주묘 시 침투되는 깊이는 앵커의 최하단부인 Fluke 끝부분 의 Node Point의 궤적을 추적하여 산정 하였다.
Fig. 3.14 Simulation results of anchor trajectory
3.4 해석 결과 및 위험성 분석
본 주묘에 의한 충돌해석은 선행해석에 의해 결정된 주묘 시나리오 개념을 적용하여 해저지반 성질에 따른 앵커 침투깊이를 산정하여 파이프라인과의 충 돌 유무를 판단하여 위험성을 분석하였고 해저지반 성질에 따른 앵커 침투깊이 에 대한 시뮬레이션 앵커 궤적 결과를 Fig. 3.14에 나타내었다.
Fig. 3.14의 앵커 주묘에 의한 궤적은 지반의 성질에 따라 차이를 보였으며, Soft clay에서는 초기 설정된 침투깊이보다 더 깊게 침투되었고, Loose sand와 Dense sand에서는 초기 설정된 침투깊이보다 얕게 침투되며 빠져나오는 결과 가 나타났다.
또한 앵커 주묘에 의한 해저지반 침투깊이가 일정해지기 시작하는 8m일 때 의 침투되는 결과를 Fig. 3.14의 각 해저지반에 따라 아래쪽에 나타내었다. 결 과를 보면 단단한 지반일수록 8m이상의 거리에서 침투되는 깊이가 점점 줄어 듬을 알 수 있었다. 하지만 파이프라인이 매설된 깊이에 따라 앵커 주묘에 의 해 충돌이 발생할 것을 예상할 수 있다. 앵커가 주묘되는 거리에 따른 각 해저 지반 성질 별 앵커 침투깊이에 대한 수치를 Fig. 3.15 ~ 17에 나타내었다.
Fig. 3.15 Result of anchor penetration depth(Soft clay)
Fig. 3.16 Result of anchor penetration depth(Loose sand)
Fig. 3.17 Result of anchor penetration depth(Dense sand)
결과 그래프에서 알 수 있듯이 해저면(0m)를 기준으로 모든 해저지반 물성에 서 앵커가 주묘에 의해 침투되는(-값)것을 확인 할 수 있었다.
하지만 모든 해석 Case에서 앵커가 8m이상 끌리며 해저지반 아래로 침투되 었는데 이는 매설된 깊이에 따라 파이프라인과 충돌 할 위험이 있다는 것으로 간주 할 수 있으며 충돌로 인해 파괴 될 수 있다고 판단할 수 있다.
본 앵커 주묘로 인한 안정성 분석 결과는 Soft clay로 조성된 해저지반의 경 우 1.78m 이상의 깊이로 파이프라인이 매설되어야 안정성이 보장되며, Loose sand는 0.75m, Dense sand는 0.42m이상의 깊이로 매설되어야 파이프라인의 안 정성이 보장됨을 알 수 있었고 그 이하로 매설된 파이프라인의 경우 안정성이 보장되지 않음을 의미 할 수 있다.
이는 모든 해저지반 성질에 따라 1m이상으로 매설되야 안전한, 앵커 투묘에 의한 안정성 분석 결과와 다소 차이를 보이고 있으나 비교적 비슷한 양상의 결 과를 보여주고 있었다. 따라서 앵커 투묘 및 주묘에 의해 분석된 위험성에 대 해 추가 보호공법 적용 및 시공되어야 한다.
보호공법인 락범을 적용한 파이프라인의 앵커 투묘 및 주묘에 의한 안정성 검토를 본 연구의 4장에서 다루도록 하겠다.