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지반의 동적특성에 기초한 액상화 평가법(I) : 이론제안
A New Methodology for the Assessment of Liquefaction Potential Based on the Dynamic Characteristics of Soils (I) : A Proposal of Methodology

최재순   (연세대학교 공과대학 토목공학과UU0000936  ); 홍우석   ((주)삼성물산 건설부문CC0102076  ); 박인준   (한서대학교 공과대학 토목공학과UU0001506  ); 김수일   (연세대학교 공과대학 토목공학과UU0000936  );
  • 초록

    본 연구에서는 변형률 수준별 실내진동시험 및 지진응답해석의 수행을 기초로 하는 새로운 액상화 평가법을 제안하였다. 제안된 평 가법에서는 비 배수조건 하에서 진동전단하중으로 야기된 과잉간극수압의 누적으로 액상화가 발생하는 점을 고려하여 진동하중을 받는 포화지반의 액상화 거동을 실내진동시험결과의 전단응력-전단변형률 이력곡선을 토대로 산정한 교란도와 소성 전단변형률 상각궤도의 변화로 정의하였으며, 이를 실지진 시간이력의 지반 내 거동변화와 연계시킴으로써 지진이 보유한 연속성 및 불규칙성을 합리적으로 고려하도록 하였다. 또한, 제안된 평가법에서는 진동하중의 변화에 관계없이 액상화 발생시 포화사절토의 동적특성은 일정하다는 일련의 연구사례를 토대로 내친 해석시 이용되는 전변형률 수준의 동적물성 획득시험만으로도 액상화 평가가 가능하도록 하였으며 정현하중의 크기를 달리한 진동삼축시험에서 산정된 액상화 발생시의 소성 전단변형률 상각궤도를 비교함으로써 이에 대한 검증연구를 수행하였다. 연구결과, 진동정현하중의 크기에 관계없이 액상화 발생시 지반의 동적특성 치가 유일한 값을 나타내었다 그러므로, 제안된 평가법은 변형률 수준별 실내진동시험을 통해 지반의 동적물성 획득과 액낭화 평가 수행이 가능할 뿐만 아니라, 지진응답해석을 통해 불규칙한 실지진 시간이력 전부를 고려하는 특징으로 육상화 평가결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.


    In this study, a new methodology for the assessment of liquefaction potential is proposed. Since there is no data on the liquefaction damage in Korea, the dynamic behavior of fully saturated soils is characterized through laboratory dynamic tests. There are two experimental parameters related to the soil liquefaction resistance characteristics : the one is the index of disturbance determined by $G/G_{max}$ curve and the other is a plastic shear strain trajectory evaluated from stress-strain curve. The proposed methodology takes advantage of the site response analysis based on real earthquake records to determine the driving effect of earthquake. In the evaluation of liquefaction resistance characteristics, it is verified experimentally that the magnitude of cyclic shear stress has no influence on the critical value of plastic shear strain trajectory at which the initial liquefaction occurs. Cyclic triaxial tests under the conditions of various cyclic stress ratios and torsional shear tests are carried out far the purpose of verification. Through this study, the critical value at the initial liquefaction is found unique regardless of the cyclic stress ratio. It is also f3und that liquefaction resistance curve drawn with disturbance and plastic shear strain trajectory can simulate the behavior of fully saturated soils under dynamic loads.


  • 주제어

    Disturbance .   Dynamic tests .   Liquefaction potential .   Plastic shear strain trajectory.  

  • 참고문헌 (9)

    1. 교란상태개념에 기초한 액상화 상세예측법 제안 , 홍우석 , 석사학위논문 / v.,pp.,
    2. Energy Dissipation in Inelasic Flow of Saturated Cohesionless Granular Media , Okada, N.;Nemat-Nasser, S. , Geotechnique / v.44,pp.1-19,
    3. 재료의 역학적 거동특성에 기초한 액상화 평가방법 , 김경환;박인준;김수일 , 한국지반공학회 논문집 / v.14,pp.205-218,
         
    4. Desai, C. S. , Mechanics of Materials and Interfaces ; The Disturbed State Concept / v.,pp.,
    5. Evaluation of Liquefaction Using Disturbed State and Energy Approaches , Desai, C. S. , Journal of the Geotechnical and Geoenvironmental Engineering / v.126,pp.618-631,
    6. Simplified Procedure for Evaluating Soil Liquefaction Potential , Seed, H. B.;Idriss, I. M. , Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division / v.94,pp.1249-1274,
    7. The Disturbed State as a Phase Transformation Through Self-Adjustment Concept for Modelling of Mechanical Response of Materials and Interfaces , Desai, C. S. , Report to the National Science Foundation / v.,pp.,
    8. Disturbed State Modelling for Dynamic and Liquefaction Analysis , Park, I. J. , Ph.D. Dissertation / v.,pp.,
    9. 한국지진공학회 , 항만 및 어항시설의 내진설계 표준서 / v.,pp.,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. 2004. "A New Detailed Assessment for Liquefaction Potential Based on the Liquefaction Driving Effect of the Real Earthquake Motion" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, 20(5): 145~159     
    2. 2004. "A Critical Liquefaction Resistible Characteristic of Saturated Sands Based on the Cyclic Triaxial Test Under Sinusoidal Loadings" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, 20(8): 147~158     

 저자의 다른 논문

  • 최재순 (6)

    1. 1999 "국내 발생 지진규모를 고려한 액상화저항강도 산정" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 15 (6): 307~317    
    2. 2002 "지반의 동적특성에 기초한 액상화 평가법 (II) : 타당성 검토" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 18 (1): 101~112    
    3. 2002 "실지진하중을 이용한 포화사질토의 액상화 저항강도에 관한 실험적 연구" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 18 (4): 329~337    
    4. 2004 "실지진하중의 액상화 발생특성에 기초한 액상화 상세평가법" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 20 (5): 145~159    
  • 홍우석 (1)

  • 박인준 (41)

  • 김수일 (73)

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