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문제 정의
- 따라서 국내 고유의 상황에 적합 하게 내진 설계 지반 운동을 합리적으로 결정하기 위 해서는 국내 지반 특성에 대한 충분한 평가가 선행되 어야 하며, 이를 통한 지반 분류 체계의 합리화가 필요 하다. 본 연구에서는 국내 설계 지반 운동의 합리화 및 체계화의 일환으로 우리나라 내륙의 두 지역에 대한 지반 조사를 수행하고, 그 결과 나타난 지질 및 지반 특성을 현행 지반 분류 체계의 근간인 미국 서부 지역 특성과 비교.분석하였다.
- 그러나 국내 내륙 지역 은 기반암 심도가 최대 50m 정도로 대부분 미국 서부 지 역에 비해 매우 얕으며, 대부분의 인류 활동 부지가 지반 분류 C와 D에 해당될 뿐만 아니 라 昨30도 두 분류의 경 계 부근에 밀집된 매우 좁은 범위를 보였다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 내륙 지역에 대해 합리적으로 재산 정된 Fa 및 孔와 彤。의 관계(그림 14)를 토대로 현재 적 용되는 설계 기준내 6 종류의 지반 조건중 국내 내륙의 주요 지반 조건인 B, C 및 D의 3 종류 지반 분류를 개선 하고자 하였다. 단, 보통암의 B 분류 부지는 본 연구의 해석 결과에서도 Fa 및 F、, 모두 1.
가설 설정
- 본 연구에서도 위의 식 ⑶ 및 식 ⑷에서와 같이 해석 을 통한 응답 스펙트럼을 이용하여 증폭 계수를 산정하 였고, 이 과정중 진원으로부터 대상 부지는 매우 멀리 이격되어 있는 것으로 보고, 5心으\ 값은 l(unit)로 가정하였다.
제안 방법
- 현행 증폭 계수와 비교해 볼 때, 국내 내륙 지역에서는 단주기의 已는 크게 F、, 는 작게 조정됨이 타당하다. 또한, 향후 추가적 인 자료 의 수집이나 계측 사례의 검증을 통해 昨3。과 두 증폭 계수의 상관관계식을 보완할 필요가 있겠지만, 본 연구 에서는 일단 현재 자료의 결과를 보여주는 그림 14의 관 계식을 근거로 지반 분류 C와 D에 대해 각각 상세한 세 부 분류를 추가 적용하여 좁은 범위의 处30에 따른 지반 증폭 계수의 부지별 차이를 감소시킴으로써 내륙 지역에 대한 지반 분류 체계를 합리화 하였다. 그림 15는 국내 내륙 지역의 부지 응답 해석 결과에 따라 결정된 *30과 지반 증폭 계수의 상관관계를 토대로 지반 분류 C와 Do]] 대한 세부 분류의 작성 과정을 기존 지반 분류의 증폭 계수와 비교하여 도시한 것이다 C와。의 지반 분류 내 에는 각각 네 단계의 세부 분류를 적용함으로써, 국내 내 륙 지역의 *30 범위 내에서 C와 D 분류 경계인 360m/s 에서만의 증폭 계수의 단일 변화대신 단계적 변화를 통 해 국내 내륙 지역의 지반 증폭 계수를 母。에 따라 합리 적으로 결정할 수 있도록 지반 분류 체계를 개선하였다.
- 국내 내륙 지반에서의 합리적 지진 증폭 계수를 결정 하고 이를 토대로 국내 고유의 지역적 지반 특성을 고려 한 지반 분류 체계를 제안하기 위한 목적으로 대표적인 두 내륙 지역인 경주와 홍성을 대상으로 다양한 지반 조사를 수행하여 지반 조건 및 동적 특성을 평가하고, 등가 선형 및 비선형 부지 응답 해석을 실시하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 국내 내륙의 지형 및 지질 특성을 대표할 뿐만 아니 라 역사 및 계기 지진 기록이 존재하여 지진학적 가치가 높은 분지 지형의 경주와 구릉 지형의 홍성을 대상으로 선정하고(Sun, 2004), 현장에서의 시추 조사 및 다양한 탄성파 시험과 실내 공진주 시험을 수행하여 지반 특성 을 평가하였다.
- 이와 같은 지표면 부근의 얕은 심도까지의 지반 동적 특성을 이용하여 지진시의 지반 증폭 계수를 결정 할 수 있게 되면, 동적 특성 결정을 위한 현장 조사의 효율성과 기존의 제한적인 조사 자료의 활용성도 극대 화시킬 수 있다. 기존 지반 분류 기준인 压30과 더불어 추가적인 분류 기준인 #20, ^15 및 吟10을 도입하고, 국내 내륙 지질 조건을 고려한 지반 분류 체계를 제시하 기 위하여 그림 17과 같이 본 연구의 해석 결과를 토대로 乩 및 凡의 다양한 상관관계를 도출하였다.
- 대상 지 역별 ]% 분포와 기반암 심도는 그림 5와 같으며, 각 지역별 Vs 분포 특성의 비교를 위하여, 두 지역의 평균적 분류 부지들(경주 지역의 경우 c 분류, 홍성 지 역의 경우 D 분류)의 평균과 두 분류 전체의 평균 昨 분 포를 함께 도시하였다. 또한, 지역별 주요 발달 지층인 경주의 퇴적토와 홍성의 풍화 지층에 대한 평균 %도 함께 비교 도시하였다.
- 지반 조사는 대상 지역의 지형 변화를 고려하여 경주 의 경우 하천 5개소, 구릉 8개소와 평지 15개소의 총 28 부지에서 수행되었고, 홍성의 경우 하천 2개소, 구 릉 8개소와 평지 6개소의 총 16 부지에서 실시되었다. 더불어 대상 부지 내에서 기수행된 지반 조사 자료들을 수집하여 지반 특성 파악에 추가적으로 활용하였다. 경 주 지역의 경우 기존 지반 조사 부지중 대표적인 22개 소의 부지를 추가 선정하여 조사 부지와 함께 부지 응 답 해석을 실시하였다.
- 분석하였다. 더불어 지진 계측 기록이 부 족한 국내의 대상 지역내 각 부지에 대한 응답 해석을 실시하고 결과의 종합 분석을 통해 국내 고유의 지반 증폭 계수를 산정하였다. 또한, 국내 내륙의 두 지역을 대상으로 조사된 지반 특성과 산정된 지반 증폭 계수 를 토대로 기존 지반 분류 체계의 개선 방안을 제시하 였다.
- 표 4는 본 내용에서 묘사된 지반 분류 개선 방안 및 과정을 토대로 재구성된 국내 내륙 지 역에서의 증폭 계수 결정을 위한 지반 분류 체계로서, 현행 분류 체계와는 달리 *30 외에 추가적인 7s20, VS15 및 Ks10 이 기준으로 제시되어 있다 할지라도 지반 특성의 상세 한 평가가 보다 합리적이므로 평균 #의 결정시 그 우선 순위는 30m부터 20m, 15m, 그리고 10m가 적합흐}다. 또 한 지반 분류 C와 D에서 이미 언급하여 제시된 네 단계 의 세부 분류와 더불어 각 세부 분류의 경계 부근에서는 평균 개념의 중간 분류를 적용하였으며 현재의 지반 분 류 표현 역시 국내 지반의 일반적인 명칭을 토대로 재구 성하였다. 국내 부지의 구조물에 대한 내진 설계를 위해 서는 표 4의 지반 조건별 증폭 계수에 따라 지진 계수를 산정함으로써 국내 내륙 지역의 지반 특성이 고려된 표 준 설계 응답 스펙트럼을 결정할 수 있다.
- 그림 3은 경주의 동서 단면(그림 1 참조)과 홍성 지역의 남북 단면(그림 2 참조)의 지층 분포를 도시한 것으로서, 두 지역 모두 평지의 중심 지역에서 기반암의 심도는 최대 50m 정도로 나타났다. 또한, 각 부지별로 수행된 탄성파 시험으로부터 기반암으로 간주할 수 있 는 연암 심도까지의 깊이별 Vs 분포를 결정하여 동적 특성을 평가하였다. 부지별로 결정된 Vs 분포는 지반 응 답 해석의 입력 값으로 활용될 뿐만 아니라 지반 분류를 위한 压30의 산정에도 이용된다.
- 더불어 지진 계측 기록이 부 족한 국내의 대상 지역내 각 부지에 대한 응답 해석을 실시하고 결과의 종합 분석을 통해 국내 고유의 지반 증폭 계수를 산정하였다. 또한, 국내 내륙의 두 지역을 대상으로 조사된 지반 특성과 산정된 지반 증폭 계수 를 토대로 기존 지반 분류 체계의 개선 방안을 제시하 였다.
- 부지명은 프로젝트의 내부 구분 기준에 따라 크게 TS(Targeted Sites)와 UG(USGS Collaborative Sites)로 구분되며, 각 범례의 괄호안 수치 는 기반암 심도이고 DT(Deeper Than)는 해당 심도 이상 을 의미한다. 또한, 국내 대상 지역 부지들의 평균 *도 도시하여 비교하였다. 그림 7에서 알 수 있는 바와 같이 미국 서부 지역 부지들의 기반암 심도는 대부분 50~ 300m(최대 300m 이상)로서 국내 기반암 심도(최대 50m 정도)에 비해 매우 깊고, 토사의 Vs, 즉 강성은 상대적으 로 다소 작게 나타났다.
- 대상 지 역별 ]% 분포와 기반암 심도는 그림 5와 같으며, 각 지역별 Vs 분포 특성의 비교를 위하여, 두 지역의 평균적 분류 부지들(경주 지역의 경우 c 분류, 홍성 지 역의 경우 D 분류)의 평균과 두 분류 전체의 평균 昨 분 포를 함께 도시하였다. 또한, 지역별 주요 발달 지층인 경주의 퇴적토와 홍성의 풍화 지층에 대한 평균 %도 함께 비교 도시하였다. 기반암은 VsA 750m/s 이상(ANSS Technical Integration Committee, 2001) 인 암반이므로 본 연구의 국내 암반 분류의 경우 연암이상의 암반이 기반 암에 해당되었다.
- 052로 결정 하고 등가 선형 기법의 SHAKE91(IdHss와 Sun, 1992)과 비선형 기법의 NERA(Bardet와 Tobita, 2001)를 모든 부 지와 조건에 대해 병용하여 실시하였다. 발생 지진에 대 한 다양한 주파수 특성을 반영하기 위하여 해석시 입력 지진은 총 5 종류를 이용하였으며, 강진 지역의 계측 지 진파인 El Centro, Hachinohe 및 Ofunato 지진과 인공 및 경주 지역의 소규모 계측 지진파를 붕괴 방지 수준과 기능 수행 수준의 암반 노두 가속도 수준으로 조절하여 부지 응답 해석을 수행하였다. 그림 10은 입력 지진들의 붕괴 방지 수준에 대한 암반 노두의 가속도 응답 스펙트 럼으로서, 보통암 지반인 지반 분류 B의 표준 설계 응답 스펙트럼도 함께 도시하였다.
- 전술한 바와 같이 현행 국내 내진 설계 기준의 지반 분류 체계 및 그에 따른 증폭 계수는 California와 같은 미국 서부 지역(Western US, WUS)의 지반 및 지진 조 건에서의 경험적 그리고 해석적 연구에 근거한 UBC를 준용하고 있다 따라서 미국 서부 지역의 지반 특성을 명확히 파악하고, 이를 국내 지반 특성과 비교 분석함으 로써, 현행 지반 분류 체계의 국내 적용시 적합성 여부 의 판단이 가능하다. 본 연구에서는 이를 위하여 1994년 미국 서부 지역에서 발생한 Northridge 지진 이후 1997 년부터 시작된 ROSRINE(Resolution Of Site Response Issues from the Northridge Earthquake) 공동 연구 프로 젝트의 대상 부지들에 대한 지반 조사 자료(Sun, 2004) 를 수집 분석하여 국내 대상 지반 특성과 비교하였다 그림 6은 미국 서부 ROSRINE 부지들의 위치이며, 그림 7은 ROSRINE 부지들의 평균 心의 깊이 분포를 각 부지 의 Vs 분포를 배경으로 도시한 것이며, 기반암 심도도 부지별 범례로 제시하였다. 부지명은 프로젝트의 내부 구분 기준에 따라 크게 TS(Targeted Sites)와 UG(USGS Collaborative Sites)로 구분되며, 각 범례의 괄호안 수치 는 기반암 심도이고 DT(Deeper Than)는 해당 심도 이상 을 의미한다.
- 지역적 지질 및 동적 응답 특성을 고려한 국내 내륙 지역의 합리적 증폭 계수의 결정과 지반 분류 체계의 개선을 목적으로, 경주와 홍성의 해석 대상 부지들에서 의 등가 선형 및 비선형 응답 해석 결과인 가속도 스펙 트럼을 이용하여 단주기 증폭 계수 兀와 중장주기 증폭 계수 F、, 를 산정하였다. 그림 14는 각 부지의 증폭 계수 와 吟30과의 관계이며, 현행 지반 분류 체계의 증폭 계 수(표 1 참조)와 함께 비교 도시하였다.
- 이러한 지진시 각 부지의 응답 특성 은 지반의 지질 및 동적 특성에 따라 발생 지진의 재 현 주기 별로 정량화된 단주기(short-period)와 중장주기 (mid- 또는 long-period)의 지 진 계수(Seismic Coefficient) 인 G와 G의 형태로 내진 설계 기준에 반영되어 있다 (건설교통부, 1997). 지진 계수를 토대로 발생 지진과 부지 특성에 따라 설계 지반 운동의 구조물 주기에 따 른 응답 형상인 표준 설계 응답 스펙트럼을 작성하여 실제 내진 설계나 내진 성능 평가를 수행한다. 지진 계수 Ca 및 G는 식 ⑴ 및 식 (2)와 같이, 대상 지역의 지진학적 고찰을 토대로 도출된 지역(지진 구역) 계수 (Seismic Zone Factor, Z)와 단주기(0.
- 해석은 건설교통부 내진 설계 기준의 I 등급 구조물의 붕괴 방지 수준(CLE)과 기능 수행 수준(OLE)에 대한 두 지역의 보통암 노두 가속도 수준을 1000년과 100년 재 현주기의 지진재해도로부터 각각 0.14g와 0.052로 결정 하고 등가 선형 기법의 SHAKE91(IdHss와 Sun, 1992)과 비선형 기법의 NERA(Bardet와 Tobita, 2001)를 모든 부 지와 조건에 대해 병용하여 실시하였다. 발생 지진에 대 한 다양한 주파수 특성을 반영하기 위하여 해석시 입력 지진은 총 5 종류를 이용하였으며, 강진 지역의 계측 지 진파인 El Centro, Hachinohe 및 Ofunato 지진과 인공 및 경주 지역의 소규모 계측 지진파를 붕괴 방지 수준과 기능 수행 수준의 암반 노두 가속도 수준으로 조절하여 부지 응답 해석을 수행하였다.
- 또한, 대상 지역의 지반 조사 부지별 지질 및 지형 특성은 표 2 및 표 3에 제시하였다. 현장 지반 조사를 방법에 따라 구분하면 경주에서는 16개소의 시추 조사와 4개소의 크로스홀 (crosshole), 12개소의 다운홀(downhole) 및 26개소의 SASW(Spectral Analysis of Surface Waves) 시험을 실 시하였고, 홍성에서는 9개소의 시추 조사와 3개소의 크로스홀, 6개소의 다운홀 및 15개소의 SASW 시험을 수행하였다.
대상 데이터
- 더불어 대상 부지 내에서 기수행된 지반 조사 자료들을 수집하여 지반 특성 파악에 추가적으로 활용하였다. 경 주 지역의 경우 기존 지반 조사 부지중 대표적인 22개 소의 부지를 추가 선정하여 조사 부지와 함께 부지 응 답 해석을 실시하였다. 대상 지역인 경주와 홍성에서 수집된 기존 지반 조사 자료와 본 연구에서 수행한 지 반 조사의 위치 및 위치별로 수행된 탄성파 시험 내용 은 각각 그림 1 및 그림 2와 같다.
- 국내 내륙의 경주와 홍성 지역에서 평가된 지층 구성 및 * 분포, 그리고 공진주 시험을 통한 정규화 전단계수 및 감쇠비의 비선형 곡선(Sun, 2004)을 토대로 총 44곳의 조사 부지와 경주 지역의 기존 조사 부지중에서 추가 선 정된 22곳의 부지를 대상으로 일차원 부지 응답 해석을 수행하였다. 추가 부지에 대한 处의 분포는 본 연구의 경 주 지역에서 수행한 공내 탄성파 시험(borehole seismic tests) 결과로부터 도출된 표준 관입 시험의 N 값과 仏의 상관관계를 활용하여 경험적으로 산정하였다 도출된 N 값과 松의 상관관계는 그림 9와 같으며, 활용 자료의 제한성으로 인해 상관성의 정량적 지표인 결정계수(coefficient of determination, 『)가 0.
- 경 주 지역의 경우 기존 지반 조사 부지중 대표적인 22개 소의 부지를 추가 선정하여 조사 부지와 함께 부지 응 답 해석을 실시하였다. 대상 지역인 경주와 홍성에서 수집된 기존 지반 조사 자료와 본 연구에서 수행한 지 반 조사의 위치 및 위치별로 수행된 탄성파 시험 내용 은 각각 그림 1 및 그림 2와 같다. 또한, 대상 지역의 지반 조사 부지별 지질 및 지형 특성은 표 2 및 표 3에 제시하였다.
- 지반 조사는 대상 지역의 지형 변화를 고려하여 경주 의 경우 하천 5개소, 구릉 8개소와 평지 15개소의 총 28 부지에서 수행되었고, 홍성의 경우 하천 2개소, 구 릉 8개소와 평지 6개소의 총 16 부지에서 실시되었다. 더불어 대상 부지 내에서 기수행된 지반 조사 자료들을 수집하여 지반 특성 파악에 추가적으로 활용하였다.
데이터처리
- 4초) 내에서는 C와 D 부지 응답 스펙트럴 가속도가 각각 증폭이 더 클 것 으로 간주되는 다음 단계의 지반 분류 D와 E의 설계 스 펙트럴 가속도보다도 특정 주기에서 더 크게 나타났다. 이와 같은 부지 응답 스펙트럼과 설계 응답 스펙트럼의 차이 개선을 위하여 기반암 노두대 지표면 응답 스펙트 럼 비를 이용한 식 (3)과 식 (4)에 따라 각 부지의 단주기 와 중장주기 증폭 계수, 兀와 F、를 산정하고, 현행 국내 및 미국 서부 지역의 지반 분류 기준인 吟30과의 비교 및 분석을 수행하였다.
성능/효과
- (2) 파악된 지반 특성을 현행 국내 내진 설계 기준의 근 간인 미국 서부 지역의 특성과 비교해 본 결과, 국내 내륙 지역은 미국 서부 지역에 비해 기반암 깊이는 매우 얕고 토사 강성은 다소 컸으며, 지반 고유주기 는 0.1 〜0.4초로서 미국 서부의 0.2〜 1.7초에 비해 매우 작았다.
- (3) 대상 지역내 66곳의 부지에 대한 지반 응답 해석 결 과로부터 고유주기 부근의 큰 증폭을 확인하였고, 국내 내륙 지반 운동에 대한 현행 단주기(0.1 〜0.5 초) 증폭 계수 已의 과소평가와 중장주기(0.4 ~2.0 초) 증폭 계수 孔의 과대평가 경향을 확인하였다.
- (4) 부지 응답 해석 결과를 토대로 국내 내륙 지역에 대 한 지반 증폭 계수를 재산정하고, 지역적 지질 조건 과 동적 특성을 고려하여 기존 지반 분류 C와 D의 세부 분류와 지표면 부근 심도까지의 평균 fs인 *20, 吟15와 吟10의 추가 분류 기준을 제안함으로 써 지반 분류 체계를 합리적으로 개선하였다. 이에 대한 지속적인 보완 및 개선 연구를 통해 국내 지반 분류 체계의 궁극적인 확립이 필요할 것으로 판단 된다.
- 그림 4는 대상 지역에 대한 妫30의 통계적 정규 확률 분포로서, 전체 횡축 값 (^30) 범위에 대한 확률 밀도 함수의 적분 값이 l(unit) 이므로 J&30이 좁은 범위에 밀집되어 분포할수록 종축 값인 확률 밀도 함수의 값은 더 커지며, 횡축에 표현되는 수치 값이 클수록 종축 값은 작아진다. 지 역별로 경주는 주로 지반 분류 C, 그리고 홍성은 주로。로 분류됨을 확인할 수 있으며, 전체적으로 국내 내륙에 위치한 두 지역의 母0은 자료의 68% 영역에 해당되는 士 1。(표준 편차) 구간에서 지반 분류 C와 D의 경계(Ts30 = 360m/s) 부근에 밀집된 좁은 범위로서 250〜650m/s의 분포를 보였다. 지반의 분류 등급에 따라 증폭 계수와 설계 지 반 운동이 크게 달라짐을 감안할 때, C와。의 경계에 밀집되어 나타나는 국내 내륙 지역에 대해서는 그 분포 특성을 고려한 합리적 대안이 설정될 필요가 있다.
- 그림 12는 각 부지 지표면에서의 구조물 주기별 가속 도 응답 스펙트럼중 지반 분류 C와 D 부지의 붕괴 방지 수준에 대한 모든 결과들을 배경으로 평균(Average) 및 평균土표준편차(Average土。)를 강조하여 표준 설계 응답 스펙트럼과 함께 도시한 것이다. 국내 내륙 지역의 대표 적 지반 분류 조건인 C와 D 부지의 응답 스펙트럴 가속 도는 그림 12에서 알 수 있는 바와 같이 지반 고유주기 에 상응흐}는 구조물의 단주기 영역에서 설계 스펙트럴 가속도에 비해 매우 크게 증폭되어 나타났다. 특히, C 부지(그림 12(a))에서는 0.
- 이에 따라 본 연구에서는 국내 내륙 지역에 대해 합리적으로 재산 정된 Fa 및 孔와 彤。의 관계(그림 14)를 토대로 현재 적 용되는 설계 기준내 6 종류의 지반 조건중 국내 내륙의 주요 지반 조건인 B, C 및 D의 3 종류 지반 분류를 개선 하고자 하였다. 단, 보통암의 B 분류 부지는 본 연구의 해석 결과에서도 Fa 및 F、, 모두 1.0 정도로 현행 설계 기 준과 유사하게 나타남에 따라 지반 분류 B의 증폭 계수 는 기존 기준과 동일하게 유지하였다. 현행 증폭 계수와 비교해 볼 때, 국내 내륙 지역에서는 단주기의 已는 크게 F、, 는 작게 조정됨이 타당하다.
- 대상 지역에서 수행된 지반 조사 및 수집 자료의 분 석 결과, 경주는 산지를 제외한 평지에서 하천의 범람 및 퇴적 작용에 의해 형성된 모래와 자갈질 퇴적토가 풍화대의 상부에 10~40m 두께로 발달되어 있으며, 홍 성은 장기간의 풍화 작용에 의한 풍화토 및 풍화암이 비교적 얇은 퇴적토 아래에 10~45m 두께로 형성되어 있다. 그림 3은 경주의 동서 단면(그림 1 참조)과 홍성 지역의 남북 단면(그림 2 참조)의 지층 분포를 도시한 것으로서, 두 지역 모두 평지의 중심 지역에서 기반암의 심도는 최대 50m 정도로 나타났다.
- 등가 선형 및 비선형 기법의 지진 응답 해석으로부터 결정된 지표면 최대 가속도를 붕괴 방지와 기능 수행 수준의 입력 기반암 노두 가속도와 비교해 본 결과, 해 석 기법 뿐만 아니라 입력 가속도 수준에도 관계없이 부지별로 그 증폭 정도가 대체로 유사하였으며, 입력 지 진에 따른 가속도를 평균한 부지별 증폭 정도는 경주 지역의 경우 최대 2.4배 그리고 홍성 지역의 경우 최대 2.5배 정도까지 가속도가 증폭되었고 전반적으로 평지 에 위치한 부지에서 가속도의 증폭이 컸다. 그림 11은 부지 응답 해석으로부터 결정된 지표면 최대 지반 가속도(Peak Ground Acceleration, PGA)를 등가 선형 기법 대 비선형 기법의 대응 관계로 도시한 것으로서, 부지 및 입력 지진에 따라 암반 노두 가속도(CLE는 0.
- 현행 국내 지반 분류 체계의 근간인 미국 서부 지역 의 지질 및 지반 특성과는 달리 국내 내륙 지역은 토사 의 강성이 다소 크고 기반암의 심도가 얕다. 이러한 국 내의 기반암 심도 분포 특성을 고려해 볼 때, 보다 효율 적인 지반 분류 기준으로 30m 보다 얕은 심도의 평균 皿도 유용할 것으로 판단되었으며, 그림 16에서 제시한 것처럼 기존 지반 분류 기준인 母0과 본 연구에서 새롭 게 제안할 *20, *15 및 皿10의 높은 상관성을 확인하 였다. 이와 같은 지표면 부근의 얕은 심도까지의 지반 동적 특성을 이용하여 지진시의 지반 증폭 계수를 결정 할 수 있게 되면, 동적 특성 결정을 위한 현장 조사의 효율성과 기존의 제한적인 조사 자료의 활용성도 극대 화시킬 수 있다.
- 그러나 본 연구 대상 부지중 극히 일부에 해당하 는 지반 분류 B의 경우 전반적으로 해석으로부터 결정 된 부지의 응답 스펙트럼과 표준 설계 스펙트럼이 유사한 경향을 보였다. 전체적인 지반 분류 조건별 부지의 응답 특성의 경향은 기능 수행 수준도 붕괴 방지 수준과 일치하였다.
- 0초)에서는 작은 부지 응답 스펙트럼을 확인할 수 있 다. 특히, 지반 고유주기 구간(0.1~0.4초) 내에서는 C와 D 부지 응답 스펙트럴 가속도가 각각 증폭이 더 클 것 으로 간주되는 다음 단계의 지반 분류 D와 E의 설계 스 펙트럴 가속도보다도 특정 주기에서 더 크게 나타났다. 이와 같은 부지 응답 스펙트럼과 설계 응답 스펙트럼의 차이 개선을 위하여 기반암 노두대 지표면 응답 스펙트 럼 비를 이용한 식 (3)과 식 (4)에 따라 각 부지의 단주기 와 중장주기 증폭 계수, 兀와 F、를 산정하고, 현행 국내 및 미국 서부 지역의 지반 분류 기준인 吟30과의 비교 및 분석을 수행하였다.
후속연구
- 국내 부지의 구조물에 대한 내진 설계를 위해 서는 표 4의 지반 조건별 증폭 계수에 따라 지진 계수를 산정함으로써 국내 내륙 지역의 지반 특성이 고려된 표 준 설계 응답 스펙트럼을 결정할 수 있다. 본 연구에서 제시된 표 4의 국내 내륙 지역에 대한 지반 분류 체계는 제한된 지반 및 지진 조건에서의 해석적 연구만을 토대 로 개발되었으므로 현재로서는 예비적 개선 방안이며, 다양한 부지에서의 지반 특성 및 지진 응답 특성의 종합 적 평가와 국내 계측 지진 기록의 고찰에 기반 한 지속 적 보완 및 개선을 통해 국내 부지에서의 내진 설계를 위한 지반 분류 체계의 궁극적인 확립이 가능할 것으로 판단된다.
- (4) 부지 응답 해석 결과를 토대로 국내 내륙 지역에 대 한 지반 증폭 계수를 재산정하고, 지역적 지질 조건 과 동적 특성을 고려하여 기존 지반 분류 C와 D의 세부 분류와 지표면 부근 심도까지의 평균 fs인 *20, 吟15와 吟10의 추가 분류 기준을 제안함으로 써 지반 분류 체계를 합리적으로 개선하였다. 이에 대한 지속적인 보완 및 개선 연구를 통해 국내 지반 분류 체계의 궁극적인 확립이 필요할 것으로 판단 된다.
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