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반무한체와 다층구조 지반에서 러브파 및 레일레이파의 위상속도 분산특성
The Phase-velocity Dispersion Characteristics of Love Wave and Rayleigh Wave in the Half Space and Multi-layered System

이일화   (한국철도기술연구원 궤도토목연구본부CC0187002  ); 조성호   (중앙대학교 건설대학 토목공학과UU0001197  );
  • 초록

    레일레이파와 러브파는 탄성파 중에서 표면파에 속하는 것으로, 매우 중요한 표면파로 인식되고 있다. 러브파의 파동 전파시 매질내에 발생되는 변형은 SH파와 같은 전단형태이므로, 러브파는 P-파에 의해 교란되지 않는 특성이 있다. 이러한 특성으로 인하여 러브파가 레일레이파나 다른 체적파보다 더 유용한 탄성파로 인식되고 있다. 본 연구에서는 표면파를 활용하는 대표적 실험기법인 SASW 기법에서 러브파를 도입하고자 하는 목적으루 이론적, 수치해석적, 실험적 방법으로 러브파의 위상속도 분산 특성을 연구하였다. 특히, 러브파의 수평성분과 레일레이파의 수직 수평 성분의 특성을 연구하기 위하여, 반무한 지반, 2층 구조의 지반에 대하여 2차원,3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 또한, 수치해석으로 획득한 러브파와 레일레이파에 대한 결과를 확인하기 위하여 일반 지반에서 현장실험을 수행하였다. 이와 같은 수치해석과 현장실험을 통하여 러브파의 위상속도 분산특성이 SASW 기법의 정확성과 신뢰성을 더욱 향상시키기 위한 추가 자료로 매우 유용할 것이라는 것을 확인하였다.


    Rayleigh wave and Love wave are the major elastic waves belonging to the category of the surface wave. The fact that Love wave is not contaminated by P-wave makes Love wave superior to Rayleish wave and other body waves. Therefore, the information that Love wave carries is more distinct and clearer than the information of Rayleigh wave. In this study, for the purpose of employing Love wave in the SASW method, the dispersion characteristics of the Love wave were extensively investigated by the theoretical, numerical and experimental approaches. The 2-D and 3-D finite element analyses for the half space and two-layer systems were performed to determine the phase velocities from Love wave as well as from both the vertical and the horizontal components of Rayleigh wave. Also, the SASW measurements were performed at the geotechnical sites to verify the results obtained by the numerical analysis. The results of the numerical analysis and the field testing indicated that the dispersion characteristics of Love wave can be an extended information to make better evaluation of the subsurface stiffness structure by SASW method.


  • 주제어

    Dispersion .   Love wave .   Rayleigh wave .   SASW method .   Surface wave.  

  • 참고문헌 (15)

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    5. Advancement in the Data Interpretation and Analysis in the Spectral-Analysis-of-Surface-Waves Method , Joh,S.H. , Ph.D. Dissertation, The University of Texas at Austin / v.,pp.,
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    12. Richart,F.E.;J.R.Hall,Jr.;R.D.Woods , Vibrations of Soils and Foundations / v.,pp.,
    13. Average shear-wave velocity structure of the Kamchatka peninsula from the dispersion of surface waves , Shapiro,N.M. , Earth Planets Space / v.52,pp.573-577,
    14. Stiffness matrices for layered soils , Kausel,E.;Roesset,J.M. , Bulletin of the Seismological society of America / v.71,pp.1743-1761,
    15. Inversion of Rayleigh Wave Dispersion Curve for SASW Test , Gucunski,N.;Woods,R.D. , Proceeding of the 5th International Conference on Soil Dynamics and Earthquake Engineering / v.,pp.127-138,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim, Nam-Won ; Kim, Youn-Jung ; Chung, Il-Moon 2014. "A Study on the Characteristics of Parameters in Groundwater Table Fluctuation Model" Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, 23(4): 615~623     

 저자의 다른 논문

  • 이일화 (28)

    1. 2004 "러브파의 위상속도 분산정보에 관한 해석적 연구" 한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway 7 (4): 391~399    
    2. 2005 "CAP SASW 기법에 의한 지반단면의 전단강성구조 평가" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 21 (4): 71~81    
    3. 2005 "러브파와 레일리파의 분산특성을 이용한 동시역산해석(I) - 동시역산해석기법의 구성 -" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 21 (4): 145~154    
    4. 2005 "러브파와 레일리파의 분산특성을 이용한 동시역산해석(II) - 동시역산해석기법의 검증 및 적용 -" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 21 (4): 155~165    
    5. 2006 "상호작용을 고려한 철도 토공-교량 접속부의 설계 및 유지관리" 地盤 : 한국지반공학회지 22 (11): 46~55    
    6. 2006 "시멘트모르터 충진형 포장제도의 최적 설계" 한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway 9 (2): 222~229    
    7. 2008 "콘크리트 슬래브궤도의 휨강성 평가를 위한 비파괴 탄성파 기법의 개발" 大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, D. 교통공학, 도로공학, 시공관리, 정보기술, 지역 및 도시계획, 철도공학, 측량 및 지형공간정보공학 28 (d6): 905~913    
    8. 2009 "흙쌓기 구간에서 콘크리트궤도 강화노반의 두께 결정에 관한 연구" 한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway 12 (6): 835~843    
    9. 2011 "이동열차하중에 대한 강봉으로 보강된 프리캐스트 프리스트레스트 옹벽의 동적 안정성 평가" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 15 (5): 190~198    
    10. 2011 "콘크리트궤도의 노반침하 대책공법" 한국방재학회지 = The Magazine of the Korean Society of Hazard Mitigation 11 (2): 101~105    
  • 조성호 (26)

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