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[국내논문] 지진시 비탈면의 영구변위 발생에 따른 응답특성 분석
Analysis of Response Characteristics According to Permanent Displacement in Seismic Slope 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.35 no.12, 2019년, pp.135 - 145  

안재광 (기상청 지진화산연구과) ,  박상기 (한국건설기술연구원 복합재난연구단) ,  김우석 (한국건설기술연구원 인프라안전연구본부) ,  손수원 (부산대학교 지진방재연구센터)

초록
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비탈면 붕괴는 크게 내적요인과 외적요인으로 분류할 수 있다. 내적요인은 토층 깊이, 사면경사, 흙의 전단강도 등의 기존에 비탈면의 형성과 함께 내재 되어있는 공학적 요인이며, 외적요인은 지진과 같은 하중이다. 이때 최대가속도(PGA), 최대속도(PGV), Arias계수(I), 고유주기(Tp), 스펙트럼 가속도(SaT=1.0) 등은 지진의 외적요인으로 대변되는 값이다. 특히, 최대지반가속도(peak ground acceleration, PGA)는 지진의 지반 운동 크기를 정의하는 가장 대표적인 값이지만 동일한 최대 지반가속도 값을 가지는 진동이라도 지진의 지속시간에 따라 달라지는 사면에서의 변위를 충분히 고려하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 인공사면을 대상으로 2차원 평면변형률 조건의 수치해석을 수행하였으며, 다양한 지진 시나리오의 PGA를 0.2g로 스케일링하여 적용했을 때 비탈면에서 발생하는 응답특성을 분석하였다. 분석 결과, 비탈면의 상층부와 하층부의 응답은 활동면 발생 여부에 따라 차이를 보이며, 입력 지진파의 외적요인 보다는 소성변형을 유발시킨 진동 특성의 영향을 받는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The slope collapse can be classified into internal and external factors. Internal factors are engineering factors inherent in the formation of slopes such as soil depth, slope angle, shear strength of soil, and external factors are external loading such as earthquakes. The external factor for earthq...

Keyword

표/그림 (13)

AI 본문요약
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문제 정의

  • ,2018). 따라서, 본 연구에서는 Decoupled 방법의 활동면 결정을 위해 소성모델을 적용한 2차원 평면변형률 조건의 동적 수치해석을 수행하였다. 이때 12개의 지진 시나리오의 최대 기반암 가속도(PGArock)를 동일하게 스케일링하고 이벤트별로 달라지는 활동면의 차이와 응답특성을 비교하였다.
  • 본 연구에서는 입력지진파에 따른 비탈면의 응답과 활동면 분석을 위해 2차원 평면변형률 조건의 동적 수치해석을 수행하였다. 이를 통해 도출된 결론은 다음과 같다.
  • (4) 지진시 비탈면의 활동면은 기반면 지진파의 대푯값을 기반으로 설정하기 쉽지 않기에 부분영역과 전체영역을 구분하여 설정하는 것을 권장하는 바이다. 따라서, HEA의 계산시 지진특성별로 달라지는 활동면에 대한 고려가 반드시 필요하겠다.

가설 설정

  • 앞서 계산된 상대변위와 모델에 따른 가속도차이를 기반으로 활동면 분석결과를 Table 4에 정리하였다. 이때 수평방향의 상대변위가 0.05cm 이상일 경우를 활동면으로 가정하였다. 표에 정리된 Total, Upper zone, Upper zone II는 각각 전체(토사전체), 상부(자연사면), 상부 II(첫번째 소단~자연사면)영역의 파괴를 의미한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
최대지반가속도란? 0) 등은 지진의 외적요인으로 대변되는 값이다. 특히, 최대지반가속도(peak ground acceleration, PGA)는 지진의 지반 운동 크기를 정의하는 가장 대표적인 값이지만 동일한 최대 지반가속도 값을 가지는 진동이라도 지진의 지속시간에 따라 달라지는 사면에서의 변위를 충분히 고려하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 인공사면을 대상으로 2차원 평면변형률 조건의 수치해석을 수행하였으며, 다양한 지진 시나리오의 PGA를 0.
제방 및 매립지의 영구변위 경험식의 단점은? Bray and Travasarou(2007)는 1차원 Coupled 해석법을 적용하여 제방 및 매립지의 영구변위 경험식을 제안하였다. 하지만 이 방법은 활동면에 대한 설정을 고려할 수 없다는 단점 때문에 모든 비탈면에 적용하기가 쉽지 않다. Makdisi and Seed(1978)는 활동면을 고려하기 위해 제방 높이에 따른 깊이별 최대가속도를 제시하고, 이를 기반으로 한 수평 변위 경험식을 제안하였다.
최대지반가속도의 단점은? 0) 등은 지진의 외적요인으로 대변되는 값이다. 특히, 최대지반가속도(peak ground acceleration, PGA)는 지진의 지반 운동 크기를 정의하는 가장 대표적인 값이지만 동일한 최대 지반가속도 값을 가지는 진동이라도 지진의 지속시간에 따라 달라지는 사면에서의 변위를 충분히 고려하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 인공사면을 대상으로 2차원 평면변형률 조건의 수치해석을 수행하였으며, 다양한 지진 시나리오의 PGA를 0.
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참고문헌 (22)

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  10. Kuhlemeyer, R. L. and Lysmer, J. (1973), "Finite Element Method Accuracy for Wave Propagation Problems", Journal of Soil Mechanics & Foundations Div, Vol.99, Tech Rpt. 

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  17. Park, S., Kim, W., Lee, J., and Baek, Y. (2018), "Case Study on Slope Stability Changes Caused by Earthquakes-Focusing on Gyeongju 5.8 ML EQ", Sustainability, Vol.10, No.10, pp.3441. 

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  20. Strenk, P.M. (2010), Evaluation of analytical procedures for estimating seismically induced permanent deformations in slopes, Ph.D. Dissertation, Dexel University, Philadelphia. 

  21. USGS (2009), PAGER-CAT Earthquake Catalog, Version 2008_06.1, United States Geological Survey, 2009.09.04 

  22. Varnes DJ. (1978), "Slope movement types and processes", In Landslides Analysis and Control, Schuster RL, Krizek RJ (eds). National Academy of Sciences, Transportation Research Board: Washington DC; 11-33. 

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