액상화 가능한 지반에 근입된 지반-말뚝-구조물 동적 상호작용의 수치 모델링

권선용; 유민택; 김석중

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권선용 유민택 김석중

저널정보: 한국지반공학회 한국지반공학회논문집 한국지반공학회논문집 제34권 제7호

발행연도: 2018.7

수록면: 29 - 38 (10page)

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액상화 시 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간영역에서 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 지반의 전단변형에 따른 간극수압의 발달을 직접적으로 모사하기 위해 유효응력 해석법을 이용한 액상화 모델인 Finn model을 적용하였으며 Mohr-Coulomb 탄소성 모델에 접목되어 해석이 수행되었다. 이력감쇠모델을 적용하여 지반 비선형 거동을 고려하였으며 지반과 말뚝 간의 분리현상, 미끄러짐 현상을 모사하는 인터페이스 모델을 적용하였다. 경계조건으로써 단순화 연속체 모델링 기법을 도입하여 반사파의 생성을 막고 해석 효율을 증가시켰으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 비선형 거동을 정확히 모사하고자 하였다. Wilson(1998)이 수행한 원심모형시험 케이스 중 상부지반 상대밀도가 55%인 모델을 이용하여 제안된 모델링 기법의 캘리브레이션을 수행한 결과, 수치해석으로부터 도출된 깊이 별 과잉간극수압 비-시간 이력, 휨모멘트-시간이력, 말뚝 두부 변위-시간이력이 실험 결과를 잘 모사하였다. 상부지반 상대밀도가 30%인 모델의 결과를 이용하여 제안된 모델링 기법의 적용성 평가를 수행한 결과, 수치해석으로부터 도출된 지반 및 말뚝 응답이 실험 결과를 잘 모사하였으며 제안된 모델링 기법이 지반-말뚝 시스템의 액상화 거동을 적절히 모사한다고 판단되었다.

#Centrifuge test #Liquefaction #Numerical simulation #Soil-structure-interaction

참고문헌 (22)

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[단행본] - Beringen, F. L. / 1979 / Results of Loading Tests on Driven Piles in Sand

[학술대회논문] - Byrne, P. / 1991 / A Cyclic Shear-volume Coupling and Porepressure Model for Sand / Proceedings, Second International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics 1 (24) : 47 ~ 55

[학술지(정기간행물)] - Cheng, Z. h. / 2009 / Numerical Modeling and Simulation of Pile in Liquefiable Soil / Soil Dynamics and Earthquake Engineering 29 (11-12) : 1404 ~ 1416

[학술지(정기간행물)] - Finn, W. D. L. / 2002 / Pile in Liquefiable Soils: Seismic Analysis and Design Issues / Soil Dynamics and Earthquake Engineering 22 (9-12) : 731 ~ 742

[단행본] - Fujii, S. / 1998 / Investigation and Analysis of a Pile Foundation Damaged by Liquefaction during the 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake. Soils and Foundations, Special issue on geotechnical aspects of the 17 January 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake, No.2 : 179 ~ 192

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