Structures installed in the ocean have been increased the size of structures to enhance economy and efficiency. Since the construction on the coast was constrained by the increased size, the construction area was gradually expanded to the deep sea. The foundation systems that are directly connected to the existing structure are vulnerable to lateral moments exerted by the current and service load. Therefore, in deep seas, it has been considered that the concept of floating structures that are not directly connected to anchors is suitable. In order to hold this floating structure, various anchor foundations have been proposed.
Having great advantages in installation, utility, and capacity, suction anchors have been considered as one of the optimized anchor foundations for floating structures. The study of suction anchors focused on ultimate bearing capacity. However, in situ condition, the floating structures are under the live load rather than the ultimate state. Thus, a studies about the suction anchor behavior prior to the ultimate state is needed.
However, studies on the deformation of suction anchors, in particular, rotational deformation and variations of stiffness have been very limited. Therefore, it is necessary to study anchor behavior according to strain in order to predict the change of capacity due to the rotational deformation or deformation of the anchor before the ultimate state.
Therefore, in this study, the main object is the evaluations of the behavior of suction anchors from the initial to the ultimate state. The behavior of anchors includes the pull-out capacity, stiffness change, and deformation (rotation). The comprehensive characteristics of suction anchors in sandy soils were analyzed, and a detailed study was conducted focusing on rotational and rigid deformations for the whole strain level. Finally, the response of the load-displacement curve according to the anchor behavior was analyzed and it is emphasized the necessity to analyze the behavior before the ultimate state in order to understand the suction anchor.
해양에 설치되는 구조물들은 경제성과 효율성을 높이기 구조물의 크기를 증가시켜왔다. 증가한 크기로 인해 연안에서의 건설이 제약을 받게 되어 점차 깊은 바다로 건설 영역을 확장해갔다. 기존의 기초는 심해에서 사용이 어렵기 때문에 부유식 구조물에 관한 수요가 증대되었다. 이에 부유식 구조물을 고정하기 위해 다양한 앵커 형식의 기초들이 제안되었다.
석션 앵커는 설치, 활용성, 그리고 지지력에 큰 장점이 있어, 부유식 구조물의 최적화된 앵커 기초 중 하나로 여겨져왔다. 기존 석션 앵커에 대한 연구는 극한 지지력에 초점을 두었다. 하지만 현장에서 부유식 구조물은 극한 상태가 아닌 사용 하중 상태의 하중을 받기 때문에, 극한 상태 이전의 앵커 거동에 대한 해석도 점차 중요해졌다.
하지만 석션 앵커의 변형, 특히 회전 변형에 관한 연구나 강성의 변화에 관한 연구는 매우 제한적으로 수행되었다. 따라서 극한 상태 이전의 앵커의 회전 변형과, 변형에 따른 지지력의 변화를 예측하기 위해서는 변형률에 따른 앵커의 거동을 연구할 필요가 있다.
따라서, 본 연구는 석션 앵커의 거동을 초기부터 극한 상태까지 살펴보았다. 앵커의 거동은 크게 인발 지지력, 강성변화, 그리고 변형 (회전)으로 살펴보았으며, 센트리퓨지 실험 통해 연구를 수행하였다. 일반적으로 사질토 지반에 설치된 석션앵커에서 나타나는 특징을 분석하고, 회전 변형과 강성 변형에 초점을 두어 보다 면밀한 연구를 수행하였다. 최종적으로 앵커의 거동에 따른 하중-변위 곡선의 응답을 해석하고, 석션 앵커의 이해를 위해 극한 상태 이전의 거동에 대한 해석이 반드시 필요한 점을 강조하였다.
