[논문]동적원심모형실험을 통한 대심도 가설 흙막이 벽체 지진 시 거동 연구

김종관; 김동찬; 김두기; 추연욱; 윤종석; 한진태

doi:10.7843/kgs.2022.38.11.119

동적원심모형실험을 통한 대심도 가설 흙막이 벽체 지진 시 거동 연구
Investigation of Seismic Response for Deep Temporary Excavation Retaining Wall Using Dynamic Centrifuge Test 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.38 no.11, 2022년, pp.119 - 135

김종관 (한국건설기술연구원 지반연구본부) , 김동찬 (한국건설기술연구원 지반연구본부) , 김두기 (공주대학교 사회환경공학과) , 추연욱 (공주대학교 사회환경공학과) , 윤종석 (공주대학교 건설환경공학과) , 한진태 (한국건설기술연구원 지반연구본부)

초록
AI-Helper

본 논문에서는 대심도 가설 흙막이 벽체의 내진안전성을 검토하기 위해 평균재현주기 2,400년 수준(0.220g)을 목표로 Northridge(1994), Kobe(1995), 인공지진파 그리고 2.5Hz 정현파 총 네 가지 지진파를 가진하는 동적원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험은 대심도 굴착현장을 대상을 모사하였다. 모형지반은 상대밀도 55% 건조사질토지반으로 조성하였고, 모형벽체는 심도 24.8m의 지하연속벽 흙막이벽체와 중구경 강관 지보재로 보강된 공법을 모사하였다. 흙막이 시스템은 기반암 가속도가 배면지반, 벽체 상단과, 기반암 근처 하단부에서 증폭되었고, 중앙부에서는 상대적으로 감쇠되는 경향을 보였다. 벽체 전체최대휨모멘트와 지보재 전체최대축력이 유발되는 시점의 부재력을 정지상태 부재력과 비교하였다. 그 결과, 벽체 휨모멘트는 정모멘트와 부모멘트가 최대 10.1%, 36.2% 증가하였으며, 축력은 하단 지보재에서 최대 70% 증가하였다. 또한, Mononobe-Okabe(M-O) 동적토압이론과 Seed-Whitman(S-W) 동적토압이론을 활용한 등가정적해석을 수행하여 실험결과와 비교하였다. M-O 이론 등가정적해석이 휨모멘트 동적증가분을 과소평가하고, S-W 이론 등가정적해석은 과대평가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper used dynamic centrifuge tests to examine the seismic response for a deep temporary retaining wall with four input motions of 100, 1,000, and 2,400 years of return periods. The centrifuge model was designed based on an actual deep excavation design with a 50 m maximum excavation depth. The model backfill was prepared with dry silica sand at a relative density of 55%, and the retaining wall was modeled as a 24.8 m height diaphragm wall supported by struts. Acceleration response was amplified at the backfill surface, top of the wall, and near bedrock. However, in the middle of the model, input motion was de-amplified. The member forces of the wall and strut induced by the seismic load, which excited, were compared with the member force at rest condition. The wall's maximum negative and positive moments were increased to 36% and 10% compared to the maximum moment at rest. The maximum axial force increases to 70% of the at rest axial force on the bottom strut. The equivalent static analysis using Mononobe-Okabe (M-O) and Seed-Whitman (S-W) seismic earth pressures were compared to the centrifuge results. Considering the bending moment, the analysis results with the M-O theory underestimates but that with the S-W theory overestimates.

주제어

표/그림 (19)

그림 Fig. 1. KOCED KAIST geotechnical centrifuge equipped with 1D earthquake simulator
그림 Fig. 2. Configuration of centrifuge model
표 Table 1. Geotechnical properties of silica sand
그림 Fig. 3. Time history and acceleration response spectra (5% damped) in prototype scale: (a) Northridge time history, (b) Kobe time history, (c) Artificial time history, (d) Sinusoidal time history (e) Northridge response spectra, (f) Kobe response spectra, (f) Artificial response spectra, (g) Sinusoidal response spectra
표 Table 2. Engineering properties of retaining wall and strut
표 Table 3. Bedrock acceleration on testing result corresponding with 100, 1000, 2400 years of return period
그림 Fig. 4. Acceleration amplification ratio of backfill and retaining wall
그림 Fig. 5. Backfill surface and top of the wall acceleration response spectra (5% damped): Northridge (a-c), Kobe (d-f), Artificial (g-i), Sinusoidal (j-l)
그림 Fig. 6. Comparison of member forces between testing and 1D beam analysis result: (a) bending moment, (b) axial force
그림 Fig. 7. Total bending moment and relative displacement of wall when the maximum bending moment appear at the south wall (2,400 years return period): (a) total bending moment (south wall), (b) total bending moment (north wall), (c) relative displacement (south wall), (d) relative displacement (north wall)
그림 Fig. 8. Total bending moment and relative displacement of wall when the maximum bending moment appear at the north wall (2,400 years return period): (a) total bending moment (south wall), (b) total bending moment (north wall), (c) relative displacement (south wall), (d) relative displacement (north wall)
표 Table 4. Maximum total bending moment and increment ratio
그림 Fig. 10. Relative displacement of wall when the maximum axial force appears at the top, middle and bottom strut (2,400 years return period; Northridge-0.204g): (a) south wall, (b) north wall
그림 Fig. 9. Maximum total axial force on 2,400 years return period
표 Table 5. Maximum total axial force and increment ratio
그림 Fig. 11. Numerical model for equivalent static analysis
표 Table 6. Seismic lateral soil pressure coefficient for equivalent static analysis
표 Table 7. Bending moment dynamic increment at the tip
그림 Fig. 12. Dynamic bending moment on equivalent static analysis and test: (a) M-O theory, (b) S-W theory

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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