KR20120112878A - 방호 유니트 - Google Patents

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KR20120112878A
KR20120112878A KR1020127024483A KR20127024483A KR20120112878A KR 20120112878 A KR20120112878 A KR 20120112878A KR 1020127024483 A KR1020127024483 A KR 1020127024483A KR 20127024483 A KR20127024483 A KR 20127024483A KR 20120112878 A KR20120112878 A KR 20120112878A
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KR1020127024483A
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스테펜 콜린스워스
제프리 멜비
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유나이티드 스테이츠 가번먼트
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Abstract

방파제, 옹벽, 방사제, 돌출식 부두 등을 포함하는 사선 구조물의 방호 유니트들(100). 실시예들은, 대양, 강, 호수 및 저수지 구조물을 방호하여, 파도 및 해류 등으로 생기는 유체역학력을 손상시키는 것으로부터 침식을 방지하는데 적합하다. 일 실시예는, 중심의 직사각형부(101), 3개의 "반 H형" 부속체(103), 2개의 동일한 절두체들(단부 부재)(102), 및 다른 부속체(103)와 절두체들(102)보다 명목상 작은 2개의 돌출부(106)를 갖는 평탄한 하부를 구비한다. 일 실시예는, 상기 유니트의 중심을 통해 연장되는 2개의 수직 교차 수직 평면에 대해 대칭적이다. 상기 3개의 반 H형 부재(103)는, 상부로서 정의된 측과 상기 중심부의 2개의 길이방향측의 외부 부분에 연결된다. 상기 3개의 반 H형 부재(103)와 상기 2개의 단부 부재(102)는, 상기 중심의 직사각형부(101)에서의 베이스로부터 4측면 원위단부들(104)로 점점 가늘어지는 4측면 절두체들(102)을 구비한다. 특정 실시예들의 경우, 상기 절두체들(102)는 일반적으로 대칭적이다.

Description

방호 유니트{ARMOR UNIT}
본 출원은, 35 U.S.C.§199(e)(1)에 의거하여, 2007년 1월 31일제 출원된 멜비(Melby) 등에 의해, 이전 계류중인 미국 가상 특허출원번호 60/898,412, 콘크리트 방호 유니트의 이점을 청구한다.
대통령 명령 10096의 패러그래프 1(a)에 의거하여, 본 발명을 작성한 조건은, 육군 장관에 의해 나타낸 것처럼, 미국에서 인정된 어떠한 특허의 공동권리에 대해서도 미국 정부에 권리를 준다. 이러한 특허와 관련 특허는, 자격을 갖춘 라이센스에 대해 라이센싱하는데 이용가능하다. Phillip Stewart와 601 634-4113으로 연락주십시오.
본 발명은 인공 방파제에 관한 것이다.
방파제는, 피보호 영역에 도달하는 파에너지의 양을 감소시키는 해안에 평행한 구조가 일반적이다. 그 방파제는, 자연적인 바아(bar), 암초 또는 연안 섬과 유사하고, 파에너지를 소멸시키도록 설계된다. 방파제 보호 항구에 대해, 상기 방파제는, 파에너지와, 항구로부터 떨어진 직접 바닷가를 낀 퇴적물 운송에 대해 종종 장애물로서 작동한다. 해안 보호를 위해, 외해빈 방파제는, 연안표사를 느리게 하는 구조의 보호부(lee)에서 파에너지를 감소시키고, 퇴적물 침전을 생성하고 상기 방파제 뒤의 보호영역에서 해안선의 불룩한 부분이나 "돌출한" 지형을 생성한다. 일부의 바닷가를 낀 운송은, 연안 방파제 뒤에 해안을 따라 계속되어도 된다.
방파제는 여러 가지 형태들이 있다. 이들 방파제는 다음과 같이 이루어진다:
헤드랜드(headland) 방파제. 해안선에 "부착된" 형태로 구성되고 탁월파 접근 방향으로 각도를 이루어서, 상기 지형 뒤의 해안선이 자연적인 "무딘 톱니모양의" 또는 대수 나선 만(log spiral embayment)으로 진화한다.
해안선, 보통 근소한 거리의 외해빈으로부터 떨어져서 건설되는 이안방파제. 이 방파제는, 해안선으로부터 벗어나 있고, 바람 불어가는 쪽의 해안퇴적을 촉진하도록 설계된다.
보호하도록 설계되어 있는 것에 따라 탈부착될 수도 있는 싱글(single) 방파제. 싱글 이안 방파제는, 해안선의 작은 구역을 보호한다. 싱글 부착(attached) 방파제는, 파동작용으로부터 마리나(marina) 또는 항구를 보호하도록 설계된 긴 구조물이어도 된다.
광대한 길이의 해안선을 따라 건설된 2개 이상의 외해빈 이안 방파제라고 하는 시스템 방파제.
사석 돌출식 부두를 방파제라고 하는 경우가 많다. 이 방파제는, 해안수직형으로 배향되고, 보통 자연적인 입구에서 쌍으로 세워져 자연적인 해안선으로부터 약간 떨어져서 주운수로의 연장을 제공한다. 이들 구조물은, 상기 주운수로로부터 상기 퇴적물 운송의 방향을 바꾸고 그 주운수로에서의 조석(tidal) 흐름을 제약하여 효율적인 운수로를 만들어 자연적인 입구와 비교하여 항해를 위해 거의 유지관리가 필요하지 않다.
방파제는, 대형의 피복석(armor stone) 또는 프리캐스트(pre-cast) 콘크리트 유니트들 또는 블록들을 사용하여 높은 파에너지 환경에서 건설되는 것이 일반적이다. 이 보다 낮은 파에너지 환경에서는, 그라우트 충전식 직물 백(bag), 돌망태 및 다른 독점적인 유니트들을 사용하고 있다. 일반적인 방파제 설계는, 보다 작은 돌의 코어나 필터층이 피복석이나 프리캐스트 콘크리트 유니트의 외장층에 의해 피복된 옹벽의 설계와 유사하다.
종래 건설된 콘크리트 방호 유니트는, 비교적 높은 파도 환경이나, 피복석이 쉽게 사용가능하지 않은 곳에서 사석 구조물을 보호하는데 사용되는 것이 일반적이다. 사석 구조물은, 방파제, 옹벽, 돌출식 부두(jetty), 잠함(caisson), 방사제(groin) 등으로 이루어진다. 해안 사석은, 중력식 구조물이다. 종래의 방호 유니트는, 무거워서 파도와 해류로부터 변위 또는 요동하는 것을 방지한다.
방호 유니트는, 2개의 우수한 형태 중 한쪽 또는 양쪽의 구조물의 파손으로 변위되는 것이 일반적이다. 먼저 상기 방호 유니트의 변위에 의해 필터층과 이어서 코어가 노출 및 침식되는 것이다. 그 다음에는, 방호 유니트가 파손되는 것이다. 상기 방파제나 옹벽 흡수력(capacity)은, 이들 2개의 파손 형태 중 어느 한쪽이 일어나고 구조물의 파손이 점진적으로 보다 많아지는 경우 상당히 감소될 것이다. 하지층(필터층)의 크기는, 손상되지 않은 방호 유니트 아래에서 이동하지 않고 내장용 석재(예를 들면, 작은 채석장 발파석)가 벗어나는 것을 방지하도록 되어 있다.
파도를 그 높이, 길이 및 파괴의 특징으로 설명한다. 파도 높이는, 방호 유니트를 설계할 때 고려된 우세한 강한 변수이다. 다른 변수들로는, 파장, 수심, 구조형상 및 높이, 방호 유니트 간극률, 방호 결합도, 블록간 마찰, 및 물에 대한 방호 밀도가 있다.
파도는 모든 방향에서 방호 유니트에 힘을 가한다는 것은 알려진 것이다. 보다 튼튼한 방호 형상은 필요로 하지 않지만, 가느다란 방호 유니트는, 보통 철근을 필요로 한다. 적당한 철근(콘크리트 보강용 강철봉)은, 비보강 콘크리트에 대해 약 100%만큼 재료비가 증가한다. 스틸(steel) 및 폴리프로필렌 섬유 보강 양쪽을 사용하여 큰 방호 유니트에 대해 휨 인장강도를 약 10-20%증가시켰다. 섬유 보강 콘크리트에 대한 비용 증가는, 강도에 있어서 동일한 퍼센트의 증가와 동일하다.
기존의 콘크리트 방호 유니트는, 미국 육군 공병단 설계 메뉴얼 해안공학 메뉴얼 및 해안 보호 매뉴얼에 기재되어 있다. 예를 들면, http://chl.erdc.usace.army.mil/chl.aspx?p=s&a=ARTICLES;104 참조. 널리 사용되는 방호 유니트는, 돌로스(dolos), 트리바아(tribar), CORE-LOC　, ACCROPODE　, 테트라포드(tetrapod), SAMOA STONETM, Antifer 정육면체, 콘크리트 정육면체, 셰드(shed) 및 코브(cob)로 이루어진다. CORE-LOC　방호 유니트는, Melby 등에 대해 미국특허번호 5,441,362 및 5620,280에 의해 보호되고, 여기서는 각각 참고로 포함된다.
일반적으로 사용된 콘크리트 방호 유니트는, 특정 응용에 이롭지만 다른 응용에 적합하지 않은 특징을 갖는다. 이점은 다음을 포함한다.
아주 작은 구멍이 많아서 소파가 아주 양호(CORE-LOC　, ACCROPODE　, 테트라포드, 돌로스, 랜덤 정육면체, 셰드, 코브, 트리바아)
모든 방향에서의 양호한 결합(돌로스, CORE-LOC　, 테트라포드, Samoa StoneTM)
양호한 구조적 흡수력(작은 크기 내지 중간 크기의 CORE-LOC　와 ACCROPODE　, 테트라포드, 정육면체, Samoa StoneTM)
방호층은, 파국적 고장없이 변형할 수 있다(랜덤한 정육면체)
단순 몰드 구성(정육면체)
거푸집(cast)에 대한 단순 방호 유니트(정육면체, Samoa StoneTM)
장소에 대한 단순 방호 유니트(정육면체, Samoa StoneTM)
단점은 다음을 포함한다.
불량 결합(정확히 설치되지 않은 경우 정육면체, 테트라포드, 다른 방호)
한계(marginal) 구조적 수용력(아주 큰 CORE-LOC　및 ACCROPODE　, 큰 트리바아, 돌로스, 셰드, 코브)
구조물은 깨지기 쉽고 갑자기 고장난다(대부분의 콘크리트 방호층들)
비교적 복잡한 몰드 구성(CORE-LOC　, 트리바아, 돌로스, 셰드, 코브, ACCROPODE　)
시인성이 낮거나 백그라운드 웨이브가 적절하게 설치하게 방호 유니트를 설치하는 것이 곤란함(CORE-LOC　, 트리바아, 돌로스, 셰드, 코브, ACCROPODE　)
간극 스페이스가 크기 때문에 비교적 큰 하지층이 필요함(CORE-LOC　, 트리바아, 돌로스, ACCROPODE　)
대부분의 방호 유니트에 대해, 수중에 설치할 때 적절한 결합을 이루기가 곤란하다. 이것은, 상기 시인성이 낮고, 건설시에 백그라운드 웨이브가 있을 때 특히 믿을 수 있다. 패턴 설치 방호에 대해, 시인성이 없거나 백그라운드 웨이브가 존재할 때 그들을 정확하게 가상적으로 설치하는 것도 불가능하다. 이러한 조건은, 아주 일반적이다. 많은 방호 유니트는, 비교적 매끄러운 하지층(패턴 설치되는 경우 CORE-LOC　, ACCROPODE　, 트리바아, 셰드, 코브, 정육면체)을 필요로 한다. 결합을 이루려면, 시인성이 낮고 백그라운드 웨이브가 아주 곤란할 때의 매끄러운 하지층과 불확실성으로 인해 비용이 초과되고 심지어 방파제가 파손된다.
돌로스, CORE-LOC　, ACCROPODE　, 트리바아 등의 비교적 가느다란 방호 유니트와, 상기 셰드 및 코브와 같은 중공 블록은, 고가의 몰드를 필요로 하고, 캐스트하려고 하고 있다. 금속 몰드 비용은, 플레이트의 수와, 굴곡의 복잡성에 의존한다. 일부의 방호 유니트 몰드는, 75-100개의 플레이트를 필요로 한다. 정육면체는, 가장 적은 플레이트를 필요로 하지만 하나의 매스(mass)에 모든 콘크리트가 응축된다. 이것은, 높은 수화열과 잠재적 열 크랙킹을 발생시킨다. 큰 돌로스, CORE-LOC　, ACCROPODE　, 및 중공 블록에 사용된 높은 몰드는, 골재가 침전하고, 그 몰드의 하부에 다지기가 크고, 콘크리트가 주소시에 진동될 때 물이 상승하기 때문에 상기 방호 유니트 전체에 걸쳐서 상당한 강도 변화의 잠재성도 있다. 잘 감독하지 않은 건설시에 일어날 수 있는 높은 물 대 시멘트 비율과 과진동으로 방호 유니트가 노후하게 된다. 예를 들면, 골재는 상기 방호 유니트의 하부에 응축할 수 있고, 그 상부는 비정상적으로 물 대 시멘트 비율이 높아서 보다 약한 콘크리트를 만든다. 추가로, 복잡한 형상은, 물이 그 몰드에서 합칠 수 있는 수평 또는 얕은 경사면을 가져, 강도를 더욱 감소시킨다. 그 결과는, 높은 복잡한 형상이 건설 공정들의 품질에 크게 의존하고 최적의 강도보다 적게 산출할 수 있다.
본 출원은 적절한 방호 유니트를 구술한다. 근소한 백그라운드 웨이브 조건과 높이 8미터 아래의 파도의 얕은 깨끗한 물에 대해, 대부분의 상기 설명된 방호 유니트들은 어려움 없이 건설 및 설치될 수 있다. 이들의 경우에는, 엔지니어가 규정된 신뢰성을 제공하는 최소의 비싼 유니트를 선택한다. 그렇지만, 낮은 시인성, 높은 백그라운드 웨이브 조건, 또는 8미터의 파도 또는 그 이상일 경우, 싼 기존의 방호 유니트의 단점은, 품질 구조물의 건설은 어렵고 비쌀 것이고 심지어 불확실하게 충전될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 방호형 구성에서의 긴 경사는, 상기 결합이 않될 때 다운 슬로프(down slope) 설정에 대한 보다 많은 기회와 잠재적인 방호 파손 또는 변위를 제공한다. 정육면체 방호 유니트가 비교적 쉽게 건설되지만, 그들은 결합하지 않아서 유지 관리 비용이 다른 설계보다 훨씬 많이 들고, 정육면체 방호 유니트는 많은 다른 설계보다 훨씬 많은 콘크리트를 필요로 한다.
결합형의 콘크리트 방호 유니트나 침식 방지 모듈은, 가네코(Kaneko) 등에 의해 허여된 미국특허 제3,614,866호와 체발리에르(Chevallier)에 허여된 미국 특허 제4,347,017호와 같이 특허받은 종래기술에 잘 알려져 있다.
가네코 등에 의한 특허에는, 교대로 교차된 관계로 결합된 적어도 3개의 일체 기둥형 부분들로 이루어진 폴리포드(polypod) 블록이 개시되어 있다. 따라서, 그 블록은, 대다수의 블록들을 조밀하게 조립된 조합체를 이루기 위해 배치되도록 다른 블록들과 결합되는 적어도 6개의 부속체를 갖는다. 상기 기둥형 부재들은, 최소량의 공유 표면적과 함께 결합되어 결합점에서 상당한 응력 응축을 낳는다. 이 때문에, 상기 구성은 개개의 블록을 파손할 확률이 높아서, 상기 구성의 고장이 대규모로 될 가능성이 있다. 또한, 상기 부속체는, 상기 기둥형 부재의 단면이, 제한된 마찰 맞물림 면적에 이웃하는 블록들에 제공하는 정사각형이기 때문에 연결되어 있는 채로 있지 않는다. 상기 개개의 블록들의 규칙적인 배열 때문에, 설치된 구성의 파국적 고장은, 비교적 조금의 방호 유니트들의 고장으로부터 생길 수 있다. 끝으로, 상기 구성의 규칙적으로 배치된 유니트들은, 간극률이 매우 낮은 방호층을 제공하여, 파에너지를 거의 소멸시키지 않으므로, 상기 구성의 보호부에서 상기 보호된 영역에 대해 파에너지 감소에 거의 기여하지 않는다.
상기 체발리에르 특허에는, ACCROPODE　으로서 일반적으로 알려진, 반대측 구조물 및 해안선을 보호하기 위한 방호 유니트가 개시되어 있다. 이 방호 유니트는, 상부면 및 하부면에 모루형 다리와 대향된 전방 및 후방 다리가 4면 사절두 피라미드의 형태로 설치된 정육면체 중앙 코어를 구비한다. 체발리에르 유니트의 수력적 안정 특성은, 그 유니트들이 잘 결합되는 경우 좋지만, 최소의 유니트 대 유니트의 쐐기화를 제공하는 모루형 다리 때문에 잘 결합되지 않는 경우에는 불충분하다. 그 유니트들은, 주로 포개지는 유니트들로부터의 중력에 의존하여 개개의 유니트 안정도를 향상시킨다. 따라서, 이들 유니트들은, 급한 경사면에 설치되어 안정도를 보장한다. 그렇지만, 급한 경사의 구조물은, 파국적으로 고장이 나는 경향이 있고, 깊은 물에서 낮은 시인성 물에 사용될 때, 또는 비교적 높은 파도 환경에서 건설을 할 때 고장과 위험의 가능성이 높다는 것이 증명되었다. 경사면에 설치된 체발리에르 유니트는, 단일 층으로 설치된다는 사실로 인해 낮은 간극률의 방호층의 특징을 나타낸다. 이것은, 보다 가느다란 방호 유니트의 다수의 층으로 이루어진 방호층에서 발견된 것보다 파에너지를 보다 적게 감소시킨다. 또한, 상기 체발리에르 블록들은, 개선된 수력 안정도를 갖도록 상기 방파제 설치용의 아주 심한 제약 및 사양을 필요로 한다.
실제 방호 유니트의 제조, 적재 및 운송에 어려움이 생긴다. 예를 들면, 일부의 방호 유니트는, 쉽게 캐스트하거나 형성되지 않는 형상을 갖는다. 예를 들면, 미국특허번호 6,666,620 B2의 Yang 유니트는 복잡한 다리 조직을 포함한다("원통체, 상기 원통체로부터 돌출하는 테이퍼형 럼프(lump) 다리, 및 상기 원통체에 설치된 원형 베이스를 통해 원통형으로 돌출된 분기 다리"). Yang 유니트 등의 일부의 방호 유니트는, 야드(yard) 면적에 또는 바지선에 선적할 때 중첩(nested) 배치를 고려하지 않아서, 효율적으로 적재 및 선적하기가 어렵다. 또한, 일부의 구조물은, 대체용 방호 유니트의 단순 첨가에 의해 수선 가능하지 않고, 부분적으로 분해되어야 한다. 예를 들면, 미국특허번호 6,361,247 B1의 Detiveaux의 유니트들은, 긴 스파이크부를 지면에 삽입하고 가이드 배선을 갖는 이 스파이크부의 안정화를 필요로 한다. 소파량은, 상기 구조물의 상부에서 작은 윈도우를 통해 제공된 최소량이다.
멜비 등의 설계는, 상기 설계의 많은 고유의 약점을 해결하였지만 제조시에 기존의 형상에 대해 거의 개선하지 못하여, 최종 제품을 주조할 때 숙련된 관리를 필요로 할 뿐만 아니라, 심한 파도 작용에 대해 부족한 시인성 또는 적절한 시인성이 존재하는 개개의 유니트의 설치에도 필요하다.
콘크리트 방호 유니트들은, 방호로서 석재에 대해 개선된 성능을 제공하도록 형성된다. 그 유니트의 형상은, 이웃하는 유니트들간의 결합을 촉진시키는 부속체를 구비하여도 된다. 수백개의 형상을 개발하였지만, 상기 약칭된 목록에 언급된 것과 같이 비교적 거의 없는 형상을 사용한다. 많은 형상은, 너무 가느다래서 파손하기 쉽거나, 단일 평면에서만 파력에 대한 저항, 예를 들면 Detiveaux를 제공한다.
미국특허번호 제5,441,362호 미국특허번호 제5,620,280호 미국특허번호 제3,614,866호 미국특허번호 제4,347,017호 미국특허번호 제6,666,620호 B2 미국특허번호 제6,361,247호 B1
그래서, 비교적 간단하게 제조하면서 강한 개개의 유니트들을 갖는 안정한 구성으로 되는 랜덤 설치 가능한 내구성 결합형 방호 유니트에 필요하다. 각 유니트는, 개선된 안정도와 파에너지 소멸을 제공하는 가느다란 부속체를 가져 어떠한 단일 유니트의 고장도 방지하기에 충분히 강해야 한다. 이 유니트는, 기존의 경사의 수선에 적절해야 한다. 그것은, 제조하고 적재 및 선적을 위해 고정된 적층의 소용에 닿는데 비교적 간단하여서 전체 비용을 감소시킬 뿐만 아니라, 기존의 유니트들을 설치하는데 도움이 되지 않는 조건에서 설치하기에도 비교적 간단해야 한다.
본 발명의 특정 실시예들은, 강, 호수 및 저수지 둑; 연안 해안선 및 연안 옹벽; 사석 방파제, 돌출식 부두, 잠함 및 방사제의 연안을 낀 구조물을 소파하여 침식이 파도 및 물 해류의 유체역학력을 손상하지 않는 콘크리트 방호 유니트를 구상한다. 또한, 상기 방호 유니트는, 댐 방수로, 유량을 느리게 하는데 필요한 강변의 방해 시스템에 적용하기도 한다.
본 발명의 특정 실시예들은, 방호 유니트가 설치되는 급준할 뿐만 아니라 비교적 얕은 경사의 안정도를 제공하면서 높은 결합도를 생성하도록 독특하게 구성된 방호 유니트(침식 방지 모듈)를 제공한다. 본 발명의 특정 실시예의 상부면(201)을 포함하는 사시도를 제공하는 도 2a와, 하부면(202)을 포함하는 사시도를 제공하는 도 2b를 참조한다. 상기 모듈은, 수력 안정과 파에너지 소멸을 제공하는 부속체(102, 103, 106)를 갖는다. 내부 응력 레벨은, 3개의 긴 측면의 각각에 2개의 부속체(103)의 교점 사이에서 필터링(105)하고 제4(하부)측에 돌출부("지지체")(106)를 제공하여서 최소화된다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예의 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 특정 실시예의 상부에서 본 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 특정 실시예의 하부에서 본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 특정 실시예의 하부에서 본 도면이다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예의 최장측에서 본 도면이다.
도 5는 최장축 아래로 본 본 발명의 특정 실시예의 정면 단부 도면이다.
도 6은 방파제 위에 설치되는 도 1의 실시예들의 단일층 결합 구조의 평면도이다.
도 7은 방파제 위에 설치되는 도 1의 실시예들의 다층 결합 구조의 평면도이다.
도 8은 방파제 위에 설치되는 도 1의 실시예들의 랜덤한 다층 결합 구조의 평면도이다.
도 9a는 단부 절두체들이 일체형 끌(chisel) 형상으로 끝난다는 점에서 다른, 도 5에 도시된 것과 같은 실시예와 유사한 본 발명의 특정 실시예의 단부 도면이다.
도 9b는 도 9a의 단부 절두체의 단부드의 끌 형상의 사시도이다.
도 10은 거의 하부행이 측면들 중 하나로서 도 1의 실시예의 하부와 정렬되는 도 1의 실시예들의 구성의 평면도이다.
도 1을 참조한다. 본 발명의 특정 실시예들은, 중심의 긴 축을 갖는 중심의 직사각형부(101)와, 상기 중심의 직사각형부(101)의 4개의 긴 측면 중 3개의 각각으로부터 연장되는 3개의 "정교한" 반 H형 부재(103)("H"의 절반을 생성하기 위해서 상부에서 교점 수평 바아를 거쳐 하부까지 양분된 "H")를 구비하여, 그 측면들을 따라서의 각 반 H형 부재(103)는, 상기 직사각형부(101)의 중심축으로부터 떨어지게 경사지고 상기 중심의 직사각형부(101)의 적절한 측면 표면과 같은 평면에 반 "H"의 하부 표면에 평행한 반 "H"의 수직부분들의 각각의 4측면으로 형성된 상부 표면을 갖는다. 각 반 H형 부재의 수직부분은, 상기 중심축에 대해 균일하며 대칭적으로 점점 가늘어져서, 각 반 H형 부재가, 필렛(쐐기)(105)에 의해 중심에서 접속된 2개의 동일한 외부 절두체(103)로 이루어진다. 각 절두체(103,105)는, 절두체의 베이스에서 직사각형 단면과, 그 베이스로부터 떨어진 상기 절두체(103)의 4측면의 테이퍼링으로 인해 말단 단부(104)에서 상기 보다 작은 직사각형 단면을 갖는다. 단부 절두체들(102)은, 상기 직사각형부(101)의 길이방향 중심축과 일치하는 길이방향 중심축을 갖는 상기 직사각형부(101)의 단부들의 각각에 위치 결정된다. 단부 절두체들(102)은, 상기 반 H형 부재와 연관된 상기 절두체들(103)과 유사한 단면을 가져, 각 단부 절두체는, 상기 직사각형부(101)의 단부의 하부 표면과 일치하는 직사각형의 평탄한 하부 표면을 갖는다. 상기 방호 유니트를 완성하기 위해서, 2개 이상의 돌출부(106)(도 2b)는, 상기 직사각형 중심부로부터 수직하향으로 연장되고, 상기 단부 절두체들(102), 상기 반 H형 부재 절두체들(103), 또는 양쪽 중 하나와 같은 형상이어도 된다. 상기 반 H형 부재 절두체들(103)은, 필렛(쐐기)(105)에 의해 분리되어 상기 필렛(105)의 외부 표면에서 상기 반 H형 부재 절두체(103)의 치수와 같거나 약간 큰 거리를 확립한다. 이러한 기하학적 구조는, 이웃하는 방호 유니트들간의 결합이 용이하게 하여, 상기 방호 유니트가 상기 직사각형부(101)의 길이방향의 중심의 긴 축에 평행한 중심 을 통해 연장되는 수직 평면에 대해 대칭적이고, 또 상기 방호 유니트가 상기 중심을 통해 연장되는 수직 평면에 대해 대칭적이고, 상기 중심의 긴 축에 수직하다. 본 발명의 특정 실시예에서는, 상기 반 H형 부재의 높이, d(도 1)가 같다.
이때, 폭과 같은 상기 직사각형부(101)의 두께(상기 직사각형부(101)의 단부의 치수를 규정하는 두께와 폭)를 설정하는 것은 상기 단부 절두체들(102)의 정사각형 베이스들을 생성하고, 상기 직사각형부(101)의 길이가 그 폭의 2배인 경우, 모든 절두체들(102,103)은, 상기 베이스에서 동일한 형상을 갖기도 한다. 경사면의 각도 α(도 1)가 각 절두체들(102,103)의 4개의 모든 면에 대해 일정하게 유지되는 경우, 그 절두체들은 전체가 동일한 형상이다. 끝으로, 상기 절두체들(102,103) 각각의 높이 d도 동일하면, 베이스들이 정사각형이고 말단 단부면이 정사각형인 모든 절두체들(102,103)은 동일하다.
본 발명의 특정 실시예들은, 대양, 연안, 강, 호수 및 저수지 둑을 보호하기 위한 기본 구성요소로서 방호 유니트들과, 파도 및 조류의 손상되는 유체역학력으로부터 베이스 구조층들을 제공한다. 도 1을 참조한다. 본 발명의 특정 실시예들에서, 방호 유니트는, 그 폭 L보다 긴 길이 2L이고 그 폭과 같거나(도 4의 L 참조) 이 폭보다 짧은 깊이를 갖는 중심의 직사각형부(101)를 포함한다. 상기 직사각형부(박스)(101)의 긴 측면들 중 3개의 각각은, 상기 직사각형부(101)의 긴 측면의 둘레의 절반과 상기 직사각형부(101)의 길이방향 축을 양분하는 선에 의해 4측면 베이스들을 각각 정의하는 절두체들(103)인 2개의 외부 부재를 포함한다. 본 발명의 특정 실시예들에서, 상기 3개의 긴 측면의 각각의 중심에 있는 필렛(105)은 이들 3개의 긴 측면에 상기 절두체들(103)의 각각의 "내부"측면(107)을 효율적으로 짧게 한다. 상기 중심의 직사각형부(101)의 2개의 단부(짧은 측면)의 각각에, 상기 직사각형부(101)의 폭과 깊이에 의해 4측면 베이스를 정의하는 단일 절두체(102)가 있다. 폭 및 깊이는, 도 3 및 도 4를 같은 방호 유니트로 도시한 경우 같게 도시되지만, 같을 필요는 없다. 도 2b의 나머지 긴 측면(하부)(202)은, "지지체"로서 일체화된 2개의 절두체들(106)을 가져서 이러한 4개의 긴 측면은, 그 방호 유니트의 제조 용이와 그것의 효용도 확립된 방호 유니트의 하부 표면(202)을 정의한다. 이들 지지체들(106)은, 다른 3개의 측면, 단부들, 또는 양쪽의 것과 같은 일반적인 형상의 절두체들이어도 되고, 대향(상부)(201)측면에 그들의 절두체들과 같은 네 번째 긴 측면(하부)(202)에 동일 위치의 중심에 있어도 된다. 본 발명의 특정 실시예들에서, 이들 2개의 지지체들(절두체들)(106)의 4개 측면 베이스는, 보다 작은 둘레를 갖고, 이들 2개의 절두체들(106)의 높이 d는 나머지 3개의 긴 측면 상의 절두체들(103)의 높이들보다 짧다. 이러한 설계는, 높은 쐐기화도를 촉진시키고, 상기 방호 유니트의 부속체(102,103,106)의 표면 위의 소파를 위한 많은 경로를 제공한다.
본 발명의 특정 실시예들은, 내부 보강재 바아 또는 콘크리트 보강용 강철봉을 포함하여도 된다. 적절한 보강재는, 여기서 참고로 포함된 데이(Day)등의 미국특허출원 제11/234,184호에 기재된 것이어도 된다. 본 발명의 특정 실시예들은, 콘크리트 방호 유니트들을 주조하거나 또는 설치하거나 양쪽을 행하는 조건이 이상적이지 않을 때의 경우에 최적의 방호 유니트를 제공하도록 개발되었다. 본 발명의 특정 실시예들은, 튼튼하고 간단하게 캐스트하고, 방파제, 옹벽, 또는 돌출식 부두의 악조건에서 설치하기 용이하도록 설계된다. 도 2a 및 도 2b를 참조한다. 본 발명의 특정 실시예의 경우, 그 형상은, 짧은 코(102) 및 꼬리(102), 상기 측면들의 4개의 짧은 다리(103), 및 2개의 백 리지(back ridge)(103)를 갖는 튼튼한 악어와 비슷함에 따라서, 그 이름은 C-ROCTM이다. 본 발명의 특정 실시예들에서, 하부("불룩한 부분(belly)")(202)은, 2개 이상의 짧은 돌출부(106)를 제외하고는 평탄하다.
본 발명의 특정 실시예들의 경우, 몰드들은, 플레이트의 수가 보다 적기 때문에 종래의 방호 유니트들보다 제조 비용이 덜 비싸다. 본 발명의 특정 실시예들의 경우, 상기 몰드들은, 그것의 주요 구성에 33개의 평탄한, 즉 상기 불룩한 돌출부(106) 없는 플레이트만 갖는다. 이것은, 공지된 복잡한 형상의 결합 유니트들의 최저 플레이트 수 중 하나이다. 또한, 모든 플레이트가 평탄하므로, 상기 몰드는 구성하기가 비교적 쉽고 값싸다.
본 발명의 특정 실시예들의 경우, 주조는, 임의의 방향으로 부속체(102,103,106)의 수직 높이가 종래의 방호 유니트들보다 짧기 때문에 간단하다. 본 발명의 특정 실시예들의 경우, 주조용 몰드는, 하부에서 개방되어서 그 방호 유니트가 불룩한 돌출부(106)에 대해 (별도로 도시되지 않은) 구멍들을 갖는 슬래브(slab) 상에 캐스트될 수 있다. 그래서, 본 발명의 특정 실시예들은, 주조시에 낮은 무게 중심(cg)을 갖는다. 이러한 낮은 cg는 물 집합화(pooling) 및 골재 이동을 제한하고 상기 주조의 완전한 상태를 지키기 위해서 최소의 진동만을 필요로 한다. 또한, 주조용 슬래브에 의해 직접 지지된 상기 유니트의 질량의 넓은 중심에서는, 만약에 있다면, 주조시에 일어난 신장성 응력이 거의 없다.
본 발명의 특정 실시예들의 형상은, 돌로스, CORE-LOC　, ACCROPODE　, 또는 상기 셰드 및 코브와 같은 중공 블록들 중 어느 하나만큼 선택 치수가 가늘지는 않다. 본 발명의 전형적인 실시예들은, 동등한 CORE-LOC　방호층보다 38% 많은 재료, ACCROPODE　방호층보다는 27%많은 재료, 및 돌로스 방호 유니트들로 제조된 하나의 방호층보다는 20% 적은 재료를 필요로 한다.
본 발명의 특정 실시예들은, 각 방호 유니트가 방파제 또는 옹벽의 경사면에 대략 수직한 길이방향 축에, 즉 상기 경사면에 대략 수평하게 설치되도록 구성된다. 이에 따라 가장 큰 종래의 방호 유니트들의 경우보다 적은 본 발명의 특정 실시예들간에 간격이 생기게 된다. 이러한 상기 하지층의 이동을 감소시키거나 방지한다. 아울러, 방파제나 옹벽 위의 배치는, 간단하고, 낮은 시인성 조건에서나 적절한 백그라운드 웨이브 조건으로 행해질 수 있다. 간단한 기술들을 사용하여 배치를 하므로 전문 기술을 갖는 잠수부가 필요하지 않을 것이라는 것을 기대한다.
본 발명의 특정 실시예들의 수력 안정도는, 1V:2H의 경사로 전형적인 방파제 단면 위에 설치되는 경우 이들 실시예들이 매우 안정하다는 것을 나타낸다. 허드슨(Hudson) 안정도 방정식을 사용하여 주어진 입사파 높이, 주어진 안정도 계수 및 방파제 경사도에 대한 방호 유니트를 설계한다.
상기 방정식은 아래와 같이 나타내어진다:
Figure pat00001
여기서, W = 방호 유니트의 평균중량,
γr = 방호 유니트를 이루는 재료의 단위중량밀도,
H = 구조물(방파제 또는 옹벽) 근처의 설계 입사파 높이,
KD = 개별적으로 식별되지 않은 변수(예를 들면, 쇄파)의 현상을 나타내는 실험상의 안정도 계수,
Sr = 상기 구조물이 안에 있는 물에 대한 방호 유니트 재료의 비중,
cot α = 바다로 향한 구조물 경사도.
KD는 상기 유니트의 결합도를 부분적으로 나타낸다. 그 KD가 클수록 안정도가 높다. 예를 들면, 쇄파에 노출된 석재는, 그 석재의 5% 침식 체적의 조건을 나타내는 KD = 2이다. 돌로스, CORE-LOC　및 ACCROPODE　의 초기 시험은, 손상을 거의 측정할 수 없거나 측정할 수 없는 50보다 큰 KD를 나타냈다. 설계상 권고된 값들은, 돌로스의 경우 KD = 8-16, CORE-LOC　의 경우 KD = 12-16, ACCROPODE　의 경우 KD = 10-13이다.
상기 방호 유니트에 대해 선택된 재료의 단위중량밀도γr는, 상기 방호 유니트의 최적의 중량과 인성(toughness) 양쪽을 달성하는데 중요한 요소이다. 이러한 일 재료는, 여기서 참고로 포함된 O'Neil 등에 의한 미국특허출원 제 11/390,084에 기재된 것과 같은 개선된 고강도 콘크리트이다.
CORE-LOC　방호 유니트는, 일반적으로 사용된 방호 유니트들 중 가장 안정한 것으로서 간주된다. 본 발명의 특정 실시예들의 시험으로, 바다로 향한 경사도의 불안정성 없는 61의 KD를 산출하고, 이것은 이들 실시예들이 사용 가능한 가장 좋은 형상에 필적할만한 안정도 특성을 갖는다는 것을 나타낸다. 본 발명의 특정 실시예들이 보다 가느다란 방호 유니트들일 때 부서지기 쉽지 않기 때문에, 본 발명의 특정 실시예들의 신뢰성이 보다 커진다.
본 발명의 특정 실시예들에서는, 상기 방호 유니트가 대부분 포틀랜드 시멘트계 콘크리트로 이루어진다.
본 발명의 특정 실시예들의 경우, 반 H형 부재의 균일한 테이퍼링은, 사석 위에 하나의 층으로 설치되는 경우 인접한 방호 유니트들의 쐐기화를 용이하게 한다. 상기 균일한 테이퍼는, 제조할 때 상기 몰드의 제거에 도움이 되기도 한다. 본 발명의 특정 실시예들의 경우, 상기 평탄한 하부 표면은 주조를 용이하게 하고, 상기 첨가된 돌출부는 방호 유니트가 설치될 때 하부 표면 거칠기 및 결합을 보증한다.
(예시)
본 발명의 특정 실시예(100)의 평면도를 나타낸 도 1을 참조한다. 또한, 본 평면도는, 상기 방호 유니트의 상부에 상기 반 H형 부재의 2개의 수직부(절두체들)(103)에 대한 상기 방호 유니트의 하부에 2개의 "돌출부"(지지체들)(106)(점선)의 위치를 도시한 것이다.
본 예시에서는, 상기 중심의 직사각형부의 길이가 2L이고, 그 폭이 L이며, 그 깊이가 L이다. 그래서, 상기 절두체들(102,103) 각각은, 치수가 동일한 정사각형 베이스를 가져서, 상기 방호 유니트가 전체적으로 대칭이 된다. 이때, 3개의 길이방향 측면의 각각에 상기 2개의 절두체들(103)은, 마치 상기 단부 절두체들(102)이 하는 것처럼(L의 두께를 뒷받침하는 측면도에 대한 도 4를 참조한다) LㅧL의 정사각형 베이스를 갖는다. 상기 필렛(105)을 사용하지 않으면, 상기 2개의 측면 절두체들(103)이 상기 중심의 직사각형부(101)의 긴 측의 중심에서 접촉하는 것을 쉽게 관측한다. 상기 필렛(105)에 관해, 상기 폭 v는 상기 필렛(105)의 깊이 t를 선택하여 정의된다. 마찬가지로, 각 절두체들(102,103)의 정사각형 상부 표면의 치수 w는, 높이 d를 선택하여 정의되고, 이때 상기 테이퍼는 각도 α로 이전에 특정되었다.
본 발명의 특정 실시예들에서, 상기 방호 유니트의 대칭을 최적화하기 위해서는, 테이퍼의 각도 α는, 적어도 반 H형 부재의 2개의 측면을 갖는 절두체들 103과 상기 2개의 단부의 절두체들 102에 대해 동일하게 유지관리된다. 이러한 각도는, 심지어 도 4에 도시된 것과 같은 상기 2개 이상의 돌출부(106)에 대해서도 유지관리되어도 된다.
도 1의 상기 방호 유니트의 저면도 및 측면도 각각을 나타낸 도 3 및 도 4를 참조한다. 본 실시예에서 알 수 있듯이, 각 돌출부(106)는 상부측 위에 대응한 절두체들(103)의 중간을 통과하는 상기 방호 유니트를 통과하는 수직선의 중심에 있다. 돌출부(106)를 포함하는 상기 짧은 절두체들의 경사도는, 상기 다른 절두체들(102,103)의 경사도와 같게 설정되어도 된다, 즉 α로 설정되어도 된다. 상기 돌출부(106)의 베이스의 측면의 α와 치수 x가 주어지면, 상기 돌출부들(106) 사이의 간격은 s라고 한다. 또한, 상기 돌출부(106)의 상부 표면의 측면의 치수 u라면, 상기 돌출부의 높이를 y라고 한다.
도 1의 "정면" 단부 도면인 도 5를 참조한다. 본 도면에서, 대칭은, 상기 중심의 직사각형부(101)의 두께가 상기 중심의 직사각형부(101)의 폭과 같도록 선택되는 경우 명백하다. 폭에 대한 길이가 2:1관계이고 도 1에 도시된 것처럼 α로서 사전규정된 일반적인 테이퍼를 선택하면, 상기 3개의 도시된 "측면" 절두체들 103 각각은, 베이스 면적에 있어서 상기 단부 절두체들 102와 같다. 상기 높이 d가 단부(102)와 측면(103) 절두체들 양쪽에 공통인 경우, 상기 6개의 측면 절두체들 103과 2개의 단부 절두체들(102)는, 상기 중심의 직사각형부(101)로부터 등거리로 연장되고, 그들의 각각의 원위단부(distal end)들에 있는 동일한 단면(104)을 제공한다.
도 2a 및 도 2b를 참조한다. 상기 중심의 직사각형부(101)의 두께는 폭과 같을 필요는 없다. 그 폭미만의 두께를 갖는 실시예는, 상부측 절두체들 103과의 대칭을 원하는 경우, 상기 절두체들(102,103)의 각각의 원위단부와 상기 돌출부(106)의 원위단부에서의 직사각형 면(104)을 나타내는 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같을 것이다.
도 1에 도시된 것과 같은 개개의 방호 유니트들(100)의 결합형 단일층 구성(600)인 도 6을 참조한다. 그 개개의 유니트(100)는, 상기 방파제의 경사면을 따라 길이방향 축들에 수평으로 배치된다. 이것은, 방호 유니트 위아래의 선들에 하나의 방호 유니트와 각각 결합되고, 단부 절두체들이 수평선에서 인접한 방호 유니트들의 단부 절두체들과 방호 유니트들의 경사면을 따라 접하게 하는, 방호 유니트들의 일련의 지그재그 수평선을 제공한다.
도 1에 도시된 것과 같은 개개의 방호 유니트들(100)의 결합형 다층 구성(700)인 도 7을 참조한다. 그 개개의 유니트들(100)은, 방파제의 경사면을 따라 길이방향 축들이 수평으로 배향된 2층으로 배치된다. 그 다층 구성은, 그럼에도 불구하고 동일한 크기의 방호 유니트들(100)에 대한 보다 큰 비용으로 도 6의 단일층 구성에 존재하는 갭들을 커버한다.
비록 도 7이 방파제의 경사면에 대해 정밀한 결합 순서로 수평으로 상기 방호 유니트들(100)의 정렬을 나타냈지만, 방호 유니트들(100)은 수평에서 45°까지의 상기 방파제의 경사에 대해 그 유니트의 길이방향 축의 방위로 하나의 또는 다층으로 랜덤하게 설치되어도 된다. 하부층에서의 각 유니트가 그 이웃 유니트에 대해 뒤죽박죽으로 배치되고 마찬가지의 방식으로 상부층이 배치되게 겹친다. 분명한 것은, 다층에 배치되는 경우 상기 방호 유니트들(100)의 의사 방위 또는 랜덤한 방위에서도 방파제의 하지층의 상당한 양의 결합 및 완전한 적용 범위를 이용 가능하게도 한다는 것이다.
각 단부 절두체(102)의 원위단부에서의 무딘(902) 끌 형상(901)으로 종단하는 것을 제외하고는, 도 5의 단부 도면에 도시된 것과 같은 상기 실시예(100)와 유사한 상기 실시예(900)의 단부 도면인 도 9a를 참조한다. 이들 끌 모양의 종단부(901)는, 주조 형태로부터 실시예의 제거를 용이하게 향상시키거나 그 실시예들의 원위단부들의 완전한 상태를 개선하도록 구성되어도 되거나, 양쪽이 되도록 구성되어도 된다. 도 9b는 상기 무딘(902) 끌 모양의 종단부(901)만의 사시도이다. 본 발명의 일 실시예에서, 이러한 구성은, 상기 측면 절두체들(103)에 관한 단부 절두체들(102)에 동일한 크기의 절두체들을 사용한 후 상기 일체형 무딘(902) 끌 모양의 종단부(901)를 내장하는 경우 실시예(100)로서 도 1에 나타낸 상기 단부 절두체들(102)의 각각에 길이를 추가한다. 각도 β가 작게, 예를 들면 약 10° 및 바람직하게는 약 5°미만인 경우, 상기 단부 절두체(102)에 추가된 추가의 질량은 최소화되고, 주조 형태 제거 용이함이 최적화된다.
도 10을 참조한다. 제 1 행의 방호 유니트들은, 도 6에 도시된 것과 아주 같은 방식으로, 즉 "하부"(돌출부(106)를 갖는 측면)가 하지 구조물에 인접하게 설치된 단일 평면에 상기 경사면의 상부에서 경사형 방파제에 설치되어도 된다. 제 2 및 연속하는 행들은, 길이방향 축이 대략 상기 경사면에 수직하고, 상기 길이방향 축에 대한 회전이 도 10의 제 2, 제 3 및 제 4의 행에 도시된 것처럼 랜덤하도록 "측면"(상기 절두체들(103)을 갖는 측면)을 이웃하는 유니트에 인접하게 설치하도록, 배치되어도 된다. 일부의 유니트들에는, 도 10의 제 2, 제 3 및 제 4의 행에 도시된 것처럼 (상기 설치된 방호 유니트의 일 측면으로서) 90°회전한 하부가 설치되어, 방호 유니트의 하부는 항상 아래로 향할 필요는 없다. 또한, 개개의 유니트들은 동일한 평면에 있을 필요는 없다, 즉 그들은, 오버랩이 일어나는 행을 보다 크게 하고 그 유니트가 상기 오버랩의 결과로서 반대측에 각도가 아래로 향하게 하는 행을 보다 짧게 하는 동일 또는 인접한 행들에 있어서의 다른 유니트들과 겹치기도 한다. 이러한 구성의 방호 유니트들은, 보다 급한 경사면들과, 짙거나 탁한 물이 도 6 및 도 7에 도시된 것과 같은 방호 유니트들의 "구조적" 결합을 허가하는 시인성을 제한하는 경사면들에 적합하다. 또한, 이때, 도 10에서는 도 9의 상기 끌 모양의 단부 캡(901)을 갖는 유니트들을 이용하지 않고, 도 9의 실시예는 하나의 층 또는 다층의 방호 유니트들의 완전히 랜덤한 설치로 이루어진 것들을 포함하는 도 10의 방파제 또는 임의의 다른 방파제에 사용되어도 된다.
상기 개시내용의 요약은, 본 개시내용으로부터 비롯된 임의의 특허의 기술적인 개시내용의 주제를 검색자가 신속하게 확인할 수 있을 요약서를 필요로 하는 규칙에 따르도록 구성된다. 37 CFR§1.72(b). 기술된 어떠한 이점들 및 이익도 본 발명의 모든 실시예들에 적용하지 않아도 된다.
본 발명에서는 그 실시예들의 일부의 관점에서 설명하였지만, 당업자는, 본 발명을 첨부된 청구항의 사상 및 범위 내에서 변형할 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들면, 상기 시스템은 적어도 3개의 측면에서 대칭을 이루는 적절한 방호 유니트를 제공하는 특정 예들에서 설명하였지만, 1개 이상의 측면에 대해 서로 다른 경사각도 α, 1개 이상의 측면에 대해 서로 다른 높이 d, 서로 다른 수 및 형태의 돌출부(106) 등의 선택을 포함한 다른 대안들이 가능하다. 이와 같이, 못이 목재부분을 함께 고정하기 위해 원통형 표면을 이용하는 반면에, 나사가 나선형 표면을 이용한다는 점에서 못과 나사가 구조적으로 동등한 것이 아니어도 되지만, 목재 부분을 고착하는 못과 나사는 동등한 구조이어도 된다. 상기 설명에 포함되거나 첨부도면에 도시된 모든 내용은 제한하기보다는 예를 든 것으로서 해석되어야 하고, 본 발명은 아래의 청구항들 및 그들과 동등한 것에 따라 한정되어야만 한다는 것을 의미한다.
100 : 방호 유니트들

Claims (23)

  1. 연안 옹벽, 방파제 등과 같은 사석 구조물을 안정화시키는 방호 유니트로서,
    상기 방호 유니트의 중앙 코어에 배치되고, 상기 중앙 코어가 6개의 측면에 표면들을 갖고, 상기 표면들은 상기 방호 유니트의 길이방향 축에 평행한 한 쌍의 제 1 측면(side), 상기 길이방향 축에 평행하고 상기 한 쌍의 제 1 측면에 수직한 한 쌍의 제 2 측면, 및 상기 길이방향 축에 대해 한쪽이 근위단부이고 다른 쪽이 원위단부이며, 이 단부들이 서로 평행하고 상기 길이방향 축과 상기 한 쌍의 제 1 측면 및 상기 한 쌍의 제 2의 측면 각각에 대해 수직한 한 쌍의 단부를 갖는 중심의 구조물(configuration); 및
    상기 한 쌍의 제 1 측면 및 상기 한 쌍의 제 2 측면 각각과 일치하는 근위 베이스(base)와, 상기 중심의 구조물로부터 볼 경우 상기 한 쌍의 제 1 측면 및 상기 한 쌍의 제 2 측면 각각에 균일한 테이퍼의 각도 α와 높이 d로 정의된 원위 베이스를 각각 갖는 직각 절두체들을 구비하고,
    상기 한 쌍의 단부에 형성된 직각 절두체는 일치하고, 상기 한 쌍의 제 1 측면 및 상기 한 쌍의 제 2 측면 중 적어도 3개의 측면에 형성된 적어도 2개의 직각 절두체가 상기 한 쌍의 제 1 측면 및 상기 한 쌍의 제 2 측면 각각과 일치하며,
    상기 균일한 테이퍼는, 어레이로 설치되는 경우 인접한 방호 유니트들의 쐐기화를 용이하게 하고,
    상기 균일한 테이퍼는, 상기 방호 유니트를 주조하는 몰드의 제거를 용이하게 하고,
    상기 직각 절두체들은, 수력 안정도와 파에너지 소멸을 제공하며,
    상기 적어도 3개의 측면에 결합된 상기 2개의 직각 절두체 사이에서 결합된 하나의 d보다 작은 높이 t를 가지는 필렛들을 더 구비하는, 방호 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직각 절두체들이 상기 적어도 3개의 측면에 쌍으로 결합되고, 상기 적어도 3개의 측면이 면적이 동일하고, 각 상기 직각 절두체들의 높이가 동일하고, 상기 직각 절두체들의 각 상기 근위 베이스가 상기 적어도 3개의 측면의 면적의 절반과 같아서, 상기 적어도 3개의 측면의 완성 면적이 상기 직각 절두체들에 의해 커버되고,
    상기 단부들에 결합된 상기 직각 절두체들의 상기 근위 베이스는 각 단부의 상기 완성 면적을 커버하고,
    제 4 측면은 적어도 2개의 돌출부를 포함하고,
    상기 제 4 측면은 하나의 애플리케이션에서 상기 방호 유니트의 하부를 포함하고,
    상기 2개의 돌출부는, 하부 표면 거칠기를 제공하고, 어레이로 설치되는 경우 상기 방호 유니트들의 결합을 용이하게 하는, 방호 유니트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2개의 돌출부는, 적어도 2개의 제 2의 직각 절두체들의 형태로 되어 있고, 각 제 2의 직각 절두체는 적어도 하나의 치수에 있어서 상기 직각 절두체보다 작은, 방호 유니트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2의 직각 절두체들은, 각 치수와 경사 각도에 있어서 서로 동일한, 방호 유니트.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 직각 절두체들은 상기 중심의 구조물과 일체로 주조되고, 상기 2개의 돌출부는 상기 직각 절두체들과 상기 중심의 구조물로부터 별개로 주조되고,
    상기 별개의 주조에 의해 상기 방호 유니트의 주요부가 평탄한 표면에 주조되게 되어서 상기 방호 유니트의 내부 응력을 감소시키는, 방호 유니트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 직각 절두체들은, 각 치수와 경사 각도에 있어서 서로 동일한, 방호 유니트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단부들에 결합된 상기 직각 절두체들은, 끌 형상으로 종단되어, 상기 단부들에 결합된 상기 직각 절두체들의 상기 원위 베이스가, 베이스들에 대해 상기 각도 α미만 0초과인 각도 β에서 상기 직각 절두체들의 2개의 대향 측면으로 종단되는, 방호 유니트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 각도 β는 10° ~ 0.1°인, 방호 유니트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    적어도 부분적으로 콘크리트를 포함하는, 방호 유니트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 콘크리트는, 초고강도 콘크리트(VHSC)로서 종래 설명된 콘크리트인, 방호 유니트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    적어도 부분적으로 보강재를 포함하는, 방호 유니트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보강재는 금속을 포함하는, 방호 유니트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 보강재는 코팅된 금속을 포함하고, 상기 코팅은 상기 보강재를 콘크리트에 접합하는 강도를 증가시키는, 방호 유니트.
  14. 제 1 항에 있어서,
    베이스들은 정사각형인, 방호 유니트.
  15. 다른 방호 유니트들에 대해 방호 유니트들을 쐐기로 고정시키도록 산재되어서 경사도가 변화하는 방파제를 안정화시키는 청구항 1의 방호 유니트들로 이루어진 어레이로서,
    상기 어레이는, 각 방호 유니트가 적어도 하나의 다른 방호 유니트와 더 가까이 설치되도록 구성되어, 상기 어레이는 하지층의 이동을 감소시키거나 막고,
    낮은 시인성 조건들과 백그라운드 웨이브 조건들에 따라 방파제에 상기 방호 유니트들을 배치할 수 있는, 방호 유니트들로 이루어진 어레이.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각 방호 유니트의 상기 길이방향 축은, 상기 방파제의 경사도에 수직하게 배치되는, 방호 유니트들로 이루어진 어레이.
  17. 청구항 1의 상기 방호 유니트를 주조하는 저가의 몰드로서,
    상기 몰드는 복수의 평탄한 패널로 이루어지고, 상기 몰드는 돌출부의 연속적인 부가를 위해 하부에서 개방되어 있고,
    상기 몰드는, 주조시에 무게 중심이 낮아서 물 집합화 및 골재 이동을 제한하고,
    상기 몰드는, 상기 방호 유니트의 완전한 상태를 지키기 위해서 최소의 진동만을 필요로 하는, 몰드.
  18. 제 17 항에 있어서,
    33개의 평탄한 패널을 포함하는, 몰드.
  19. 방파제의 경사에 수직하게 각 방호 유니트의 길이방향 축들이 배치되는 청구항 1의 방호 유니트들로 이루어진 단일층 어레이를 결합하는 단계를 포함하는 방파제 안정화 방법으로서,
    상기 결합으로 상기 방호 유니트들이 일련의 지그재그 수평선이 되고, 각 선은 위 아래로 수평선들에 있는 상기 방호 유니트와 결합되고, 각각이 각 수평선에 있는 인접한 유니트들의 단부 절두체들과 경사면을 따라 인접하는 단부 절두체들을 갖는, 방파제 안정화 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    각 상기 방호 유니트의 길이방향 축이 상기 방파제의 상기 경사면에 수직하게 배향된 2층으로 배치된 상기 방호 유니트들을 결합하는 단계를 더 포함하는, 방파제 안정화 방법.
  21. 방파제 안정화 방법으로서, 각 방호 유니트의 길이방향 축의 방위가 방파제의 경사면에 대해 상기 경사면에 대한 수직면으로부터 45° 되게 배치된 청구항 1의 방호 유니트들을 랜덤하게 설치하는 단계를 포함한, 방파제 안정화 방법.
  22. 방호 유니트로서, 직각 절두체들-각 절두체가 다른 절두체들과 같은 형상 및 치수를 갖고, 절두체들이 상기 방호 유니트의 중앙 코어에 배치되고, 상기 중앙 코어가 6개의 측면에 표면들을 갖고, 상기 표면들이 상부, 하부 및 2개의 측면 표면으로 이루어짐-과, 상기 방호 유니트의 길이방향 축에 수직한 제 1 및 제 2의 단부 표면을 결합하되, 단부 표면들은 상기 중앙 코어의 길이를 한정하고, 적어도 하나의 절두체가 상기 6개의 측면 중 적어도 5개의 측면 각각에 결합되고, 하나의 절두체가 단부들 각각에 결합된, 방호 유니트.
  23. 제 1 항에 있어서,
    급준할 뿐만 아니라 비교적 얕은 경사의 안정도를 제공하면서 상기 방호 유니트의 한쪽에서 다른쪽으로의 결합도가 높은, 방호 유니트.
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