본 연구에서는 기존의 경험적 액상화 평가방법들에 대해서 검토하고 실험을 통하여 우리 나라 지진특성을 고려한 지진규모 6.5를 기준으로 액상화 현상을 평가할 때 적용 가능한 액상화평가 생략기준에 대하여 연구하였다. 액상화 가능성을 평가하기 위해서는 지진시 발생하는 전단응력과 지반의 액상화저항강도 사이의 관계를 알아야 한다. 따라서 먼저 지진응답해석을 통하여 지진시 발생하는 전단응력을 산정하였고 진동삼축시험을 통한 지반의 액상화저항강도를 구하여 서로의 결과를 비교하였다. 지진응답해석을 위한 대상지반은 장래에 지진 발생 가능성이 높은 부산지역을 비롯한 9개의 해안 매립지역을 선정하였다. 진동삼축시험을 수행하기 위한 시료는 주문진표준사를 이용하였는데, 상대밀도와 입도분포에 따라 액상화저항강도가 영향을 받으므로 상대밀도를 60%, 70%, 75%로 변화시켰고, 입도분포의 변화를 위해 주문진표준사를 분쇄하여 제작한 실트질시료 함유량을 10%, 20%, 30%로 변화시켜 실험을 수행하였다. 또한 점토함유량을 5%, 10%, 15%, 20%로 변화시켜 실험을 수행하여 실트질 포함시료의 액상화저항강도 경향과 비교, 분석하였다. 액상화 평가 대상지반의 심도를 고려하여 초기유효구속압을 100kPa로 정하여 실험을 수행하였다 진동삼축시험시 하중재하는 지진규모 6.2, 6.5, 6.9의 3개 지진파의 가속도 시간이력을 사용하였다. 실험 결과, 실트함유시료의 경우 상대밀도와 실트질함유량이 증가할수록 액상화저항강도가 증가하였으나 지진규모가 증가할수록 액상화저항강도는 감소하는 것으로 나타났다. 점토함유 시료의 경우 상대밀도가 증가함에 따라 액상화저항강도는 증가하였으나 지진규모와 점토함유량이 증가할수록 액상화저항강도는 감소하는 경향을 보였다. 이처럼 두 가지 대상시료가 각각 실트와 점토의 함유량에 따라 상반되는 경향을 보이는 원인은 실트질함유 시료보다 점토함유 시료의 경우가 간극비가 크고, 미세한 점토입자에 의한 모래입자간의 전단저항의 감소에 원인이 있다고 판단된다. 마지막으로 지진응답해석으로 산정한 전단응력비와 실트질함유 시료를 이용한 실험 결과를 비교했을 때, 지진시 발생하는 전단응력은 상대밀도 75%와 실트질함유량 0%, 상대밀도 70%와 실트질함유량 20%인 대상시료의 액상화저항강도보다 낮게 나타났다. 따라서, 지진규모 6.5를 기준으로 내진설계를 실시하는 우리나라의 경우 액상화평가생략이 가능한 상대밀도 80%이상, 세립분함유량 35%이상인 기준을 상대밀도 75%이상, 세립분함유량 20%이상으로 적용하는 것이 보다 합리적일 것이라고 판단되었다.
본 연구에서는 기존의 경험적 액상화 평가방법들에 대해서 검토하고 실험을 통하여 우리 나라 지진특성을 고려한 지진규모 6.5를 기준으로 액상화 현상을 평가할 때 적용 가능한 액상화평가 생략기준에 대하여 연구하였다. 액상화 가능성을 평가하기 위해서는 지진시 발생하는 전단응력과 지반의 액상화저항강도 사이의 관계를 알아야 한다. 따라서 먼저 지진응답해석을 통하여 지진시 발생하는 전단응력을 산정하였고 진동삼축시험을 통한 지반의 액상화저항강도를 구하여 서로의 결과를 비교하였다. 지진응답해석을 위한 대상지반은 장래에 지진 발생 가능성이 높은 부산지역을 비롯한 9개의 해안 매립지역을 선정하였다. 진동삼축시험을 수행하기 위한 시료는 주문진표준사를 이용하였는데, 상대밀도와 입도분포에 따라 액상화저항강도가 영향을 받으므로 상대밀도를 60%, 70%, 75%로 변화시켰고, 입도분포의 변화를 위해 주문진표준사를 분쇄하여 제작한 실트질시료 함유량을 10%, 20%, 30%로 변화시켜 실험을 수행하였다. 또한 점토함유량을 5%, 10%, 15%, 20%로 변화시켜 실험을 수행하여 실트질 포함시료의 액상화저항강도 경향과 비교, 분석하였다. 액상화 평가 대상지반의 심도를 고려하여 초기유효구속압을 100kPa로 정하여 실험을 수행하였다 진동삼축시험시 하중재하는 지진규모 6.2, 6.5, 6.9의 3개 지진파의 가속도 시간이력을 사용하였다. 실험 결과, 실트함유시료의 경우 상대밀도와 실트질함유량이 증가할수록 액상화저항강도가 증가하였으나 지진규모가 증가할수록 액상화저항강도는 감소하는 것으로 나타났다. 점토함유 시료의 경우 상대밀도가 증가함에 따라 액상화저항강도는 증가하였으나 지진규모와 점토함유량이 증가할수록 액상화저항강도는 감소하는 경향을 보였다. 이처럼 두 가지 대상시료가 각각 실트와 점토의 함유량에 따라 상반되는 경향을 보이는 원인은 실트질함유 시료보다 점토함유 시료의 경우가 간극비가 크고, 미세한 점토입자에 의한 모래입자간의 전단저항의 감소에 원인이 있다고 판단된다. 마지막으로 지진응답해석으로 산정한 전단응력비와 실트질함유 시료를 이용한 실험 결과를 비교했을 때, 지진시 발생하는 전단응력은 상대밀도 75%와 실트질함유량 0%, 상대밀도 70%와 실트질함유량 20%인 대상시료의 액상화저항강도보다 낮게 나타났다. 따라서, 지진규모 6.5를 기준으로 내진설계를 실시하는 우리나라의 경우 액상화평가생략이 가능한 상대밀도 80%이상, 세립분함유량 35%이상인 기준을 상대밀도 75%이상, 세립분함유량 20%이상으로 적용하는 것이 보다 합리적일 것이라고 판단되었다.
The purpose of this study is to present a criterion for liquefaction screening limits of seismic design standards in Korea. Liquefaction potential is assessed by comparing the liquefaction resistance strength of soil and the cyclic shear stress generated in the soil layers during earthquakes. The cy...
The purpose of this study is to present a criterion for liquefaction screening limits of seismic design standards in Korea. Liquefaction potential is assessed by comparing the liquefaction resistance strength of soil and the cyclic shear stress generated in the soil layers during earthquakes. The cyclic shear stress is computed from the ground response analysis, and the liquefaction resistance strength of soil is evaluated from the results of cyclic triaxial tests. The cyclic triaxial tests are performed on many different conditions of sample ; relative densities(60%, 70%, 75%), initial effective confining pressures (100kPa), input earthquake magnitude (6.2, 6.5, 6.9), and fines content (silt ; 0%, 10%, 20%, 30%, clay ; 5%, 10%, 15%, 20%). In order to propose criteria concerning the relative density and the fines content, triaxial test results under irregular earthquake motions at a magnitude around 6.5 are compared with the seismic demand calculated by equivalent-linear program SHAKE91. If the seismic demand is greater than the liquefaction resistance for a given earthquake magnitude, the soil will liquefy under the earthquake. As a result of cyclic triaxial tests of silty sands and clayey sands using real earthquake loadings, it was found that the liquefaction resistance strength of silty sands usually increases with increasing silt content, but the liquefaction resistance strength of clayey sands decreases as the clay content increases. From the ground response analysis, it is observed that most seismic demands are smaller than liquefaction resistances. Based on all of these test results with different relative densities and fines contents described earlier and stress analyses for typical soil conditions in port and harbor sites in the Korean peninsula, it is proposed that both the relative density of 75% with no fines and the relative density of 70% with fines content of 20% represent a condition above which no seismic hazards are expected on korean earthquake magnitude(M=6.5).
The purpose of this study is to present a criterion for liquefaction screening limits of seismic design standards in Korea. Liquefaction potential is assessed by comparing the liquefaction resistance strength of soil and the cyclic shear stress generated in the soil layers during earthquakes. The cyclic shear stress is computed from the ground response analysis, and the liquefaction resistance strength of soil is evaluated from the results of cyclic triaxial tests. The cyclic triaxial tests are performed on many different conditions of sample ; relative densities(60%, 70%, 75%), initial effective confining pressures (100kPa), input earthquake magnitude (6.2, 6.5, 6.9), and fines content (silt ; 0%, 10%, 20%, 30%, clay ; 5%, 10%, 15%, 20%). In order to propose criteria concerning the relative density and the fines content, triaxial test results under irregular earthquake motions at a magnitude around 6.5 are compared with the seismic demand calculated by equivalent-linear program SHAKE91. If the seismic demand is greater than the liquefaction resistance for a given earthquake magnitude, the soil will liquefy under the earthquake. As a result of cyclic triaxial tests of silty sands and clayey sands using real earthquake loadings, it was found that the liquefaction resistance strength of silty sands usually increases with increasing silt content, but the liquefaction resistance strength of clayey sands decreases as the clay content increases. From the ground response analysis, it is observed that most seismic demands are smaller than liquefaction resistances. Based on all of these test results with different relative densities and fines contents described earlier and stress analyses for typical soil conditions in port and harbor sites in the Korean peninsula, it is proposed that both the relative density of 75% with no fines and the relative density of 70% with fines content of 20% represent a condition above which no seismic hazards are expected on korean earthquake magnitude(M=6.5).
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