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반복단순전단시험에 기반한 조립토의 설계 액상화 저항 곡선 개발
Cyclic Simple Shear Test Based Design Liquefaction Resistance Curve of Granular Soil 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.32 no.6, 2016년, pp.49 - 59  

만도카일 사이둘라 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ,  박두희 (한양대학교 건설환경공학과) ,  김한섭 (한양대학교 건설환경공학과) ,  박기천 (한양대학교 대학원 건설환경공학과)

초록
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본 논문에서는 지진 시 작용하는 반복적 하중에 의하여 발생하는 잔류 과잉간극수압 예측에 필요한 반복저항응력비(CRR)와 재하횟수 N 간의 관계를 나타내는 액상화 저항 곡선을 반복단순전단시험과 문헌조사를 통하여 도출하였다. CRR과 N 자료는 두 가지 모델을 이용하여 최적 곡선을 계산하였으며 계측된 자료와 비교한 결과, 이중 한 가지 모델은 CRR이 다소 작게 산정되어 정확도가 떨어지는 것으로 나타났다. 다양한 액상화 저항 곡선을 살펴본 결과, 반복저항응력비(CRR)는 재하횟수 N = 15에서의 CRR($CRR_{N=15}$)로 정규화할 경우, 분산이 크게 감소하는 것을 확인하였다. 이와 같은 정규화가 특별히 유용한 이유는 $CRR_{N=15}$은 실내시험이 아니라 현장시험으로부터 쉽게 산정 가능하기 때문이다. 정규화를 통하여 평균과 상한 및 하한 곡선을 도출하였으며, 각각에 상응하는 설계식과 변수 또한 제시하였다. 제안된 곡선은 추후 부지 고유의 지반응답해석과 항만 구조물의 안정성 평가 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We develop liquefaction resistance curves, which represent the correlation between cyclic resistance ratio (CRR) and number of cycles (N) to estimate the build-up of residual excess pore pressure from simple shear tests performed for this study and also from published literature. The liquefaction cu...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 사질토에 대한 액상화 저항 곡선 자료를 확보하기 위해 반복단순전단 시험을 수행하였다. 시료로는 오타와 및 주문진 표준사를 사용하였다.
  • 본 연구의 목적은 설계에 활용할 수 있는 일반화된 액상화 저항 곡선을 개발하는 것이다. 이를 위하여 두가지 표준사에 대한 반복단순전단시험을 수행하여 액상화 저항 곡선을 측정하였다.
  • , 2008; Xenaki and Athanasopoulos, 2003). 잔류간극수압의 예측에 있어서 가장 중요한 요소 중 하나는 반복하중과 액상화를 유발하는 재하횟수 간의 실험적 관계를 파악하는 것이다. 반복하중은 일반적으로 유효상재하중(단순전단시험의 경우 유효수직응력, 삼축시험의 경우 유효평균응력)으로 정규화되며 이를 반복전단응력비(cyclic stress ratio, CSR)라 한다.

가설 설정

  • 비배수 시험을 수행하는 경우, 삼축시험과 같이 실제 시료를 포화시킨 후 밸브를 닫아서 물의 흐름을 제한하는 것이 아니라 마른 흙으로 시험을 수행하되 유효수직응력을 조절하여 체적의 변화를 제한하게 된다. 이때 유효수직응력의 변화 크기는 잔류과잉간극수압과 동일하다고 가정한다. 시험 시 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
반복저항응력이란? 반복하중은 일반 적으로 유효상재하중(단순전단시험의 경우 유효수직응력, 삼축시험의 경우 유효평균응력)으로 정규화되며 이를 반복전단응력비(cyclic stress ratio, CSR)라 한다. 액상화를 유발하는 재하횟수 N에서의 CSR을 반복강도 (cyclic strength), 반복저항강도, 또는 반복저항응력비 (cyclic resistance ratio, CRR)라 한다. 다양한 CRR과 재하횟수 N 간의 관계를 곡선 형태로 나타낸 것을 반복저항곡선(Ishihara, 1996; Kramer, 1996), 액상화 저항 곡선 (Towhata, 2008), 또는 액상화 저항 응력비 곡선이라 한다.
MOF(1999)에서는 액상화에 대한 안전 율을 어떻게 산정하는가? 액상화 저항 곡선은 실무에서 내진설계에 널리 사용 되고 있다. MOF(1999)에서는 진동삼축시험으로부터 도출된 액상화 저항 곡선을 이용하여 액상화에 대한 안전 율을 산정한다. 하지만 진동삼축시험의 응력장(stress field) 은 지진 시 실제 지반에 발생하는 응력장과 상이하여 진동삼축시험의 결과를 그대로 사용하는 것은 부적절하다고 알려져 있다(Kramer, 1996).
다양한 반복저항응력과 재하횟수 N 간의 관계를 곡선 형태로 나타낸 것을 뭐라 부르는가? 액상화를 유발하는 재하횟수 N에서의 CSR을 반복강도 (cyclic strength), 반복저항강도, 또는 반복저항응력비 (cyclic resistance ratio, CRR)라 한다. 다양한 CRR과 재하횟수 N 간의 관계를 곡선 형태로 나타낸 것을 반복저항곡선(Ishihara, 1996; Kramer, 1996), 액상화 저항 곡선 (Towhata, 2008), 또는 액상화 저항 응력비 곡선이라 한다.
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