직립식 방파제 성능기반 내진 설계 Platform 개발을 위한 기초연구 : 전단파 횟수 누적에 따른 지반 강도 감소를 중심으로 :전단파 횟수 누적에 따른 지반 강도 감소를 중심으로

최진규; 조용준

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최진규 (서울시립대학교) 조용준 (서울시립대학교)

저널정보: 한국해안해양공학회 한국해안·해양공학회논문집 한국해안해양공학회논문집 제30권 제6호

발행연도: 2018.12

수록면: 306 - 318 (13page)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

직립식 방파제 성능기반 내진 설계 platform 개발을 위한 기초연구 : 전단파 횟수 누적에 따른 지반 강도 감소를 중심으로

최진규 토목공학과 2019.01 학위논문

2018

직립식 방파제 성능기반 내진 설계 Platform 개발을 위한 기초연구 : 전단파 횟수 누적에 따른 지반 강도 감소를 중심으로

최진규 , 조용준 한국해안·해양공학회논문집 2018.12 학술저널

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지난 이십여 년 간 우리나라 연안에 집중적으로 거치된 직립식 방파제의 내진 성능을 검토하기 위한 예비 수치모의를 포항, 경주, Hachinohe1, Hachinohe2, Ofunato, 인공지진파를 대상으로 수행하였다. 예비 수치모의 결과 지진으로 인한 전단파가 지반을 통해 전파되는 과정에서 지진에너지가 장주기 대역으로 이동한 Hachinohe2의 경우 항 외곽시설의 활동량이 상당하다는 것을 확인하였다. 지진으로 인한 전단파는 항만시설이 거치된 지표방향으로 증폭되며, 지진에너지의 상당부분은 장주기 대역으로 이동된다. 이 중 장주기 대역으로 이동되는 현상은 지반의 점성 혹은 내부 마찰에 기인하며, 전단파 증폭은 구속 응력의 감소로 인해 지표면 방향으로 감소하는 전단계수와 내습하는 전단파 횟수 누적에 따른 지반 강도 감소에 기인하는 것으로 판단된다(Das, 1993). 이러한 인식에서 본고에서는 먼저 전단파 횟수 누적에 따른 전단계수의 감소의 기술이 가능한 Hardin과 Drnevich(1972) 모형과 파동방정식에 기초하여 수치모형을 구성하고, 이어 전단파 횟수 누적에 따른 전단계수의 감소가 전단파 전파과정에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위한 수치모의를 수행하였다. 이 과정에서 비선형 응력-변형률 관계를 설명하기 위해 Newmark-β 방법과 수정 Newton-Raphson 방법을 차용하였다(Chopra, 1995). 모의결과 전단파가 지표면으로 전파되면서 상당한 확률 질량이 상대적으로 큰 진폭과 장주기 쪽으로 이동하는 것을 확연하게 확인할 수 있었다.

In order to evaluate the seismic capacity of massive vertical type breakwaters which have intensively been deployed along the coast of South Korea over the last two decades, we carry out the preliminary numerical simulation against the PoHang, GyeongJu, Hachinohe 1, Hachinohe 2, Ofunato, and artificial seismic waves based on the measured time series of ground acceleration. Numerical result shows that significant sliding can be resulted in once non-negligible portion of seismic energy is shifted toward the longer period during its propagation process toward the ground surface in a form of shear wave. It is well known that during these propagation process, shear waves due to the seismic activity would be amplified, and non-negligible portion of seismic energy be shifted toward the longer period. Among these, the shift of seismic energy toward the longer period is induced by the viscosity and internal friction intrinsic in the soil. On the other hand, the amplification of shear waves can be attributed to the fact that the shear modulus is getting smaller toward the ground surface following the descending effective stress toward the ground surface. And the weakened intensity of soil as the number of attacking shear waves are accumulated can also contribute these phenomenon (Das, 1993). In this rationale, we constitute the numerical model using the model by Hardin and Drnevich (1972) for the weakened shear modulus as shear waves go on, and shear wave equation, in the numerical integration of which Newmark-β method and Modified Newton-Raphson method are evoked to take nonlinear stress-strain relationship into account. It is shown that the numerical model proposed in this study could duplicate the well known features of seismic shear waves such as that a great deal of probability mass is shifted toward the larger amplitude and longer period when shear waves propagate toward the ground surface.

#전단계수 감소 #등가 PSD #전단파의 장주기화 #직립 방파제 #내진 성능 평가 #weakened shear modulus #equivalent PSD #lengthened shear waves #vertical type breakwater #seismic capacity evaluation

요지
Abstract
1. 서론
2. 예비 수치모의
3. 직립식 방파제 성능기반 내진 설계를 위한 제언
4. 기반암을 대상으로 한 설계 가속도 응답스펙트럼
5. 기반암 설계 가속도 응답스펙트럼을 활용한 기반암 가속도 시계열자료의 Monte Carlo 시뮬레이션
6. 지반을 통한 전단파 전파과정 해석을 위한 전단파 파동 방정식
7. 수치해석 및 수치결과
8. 결론
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