[논문]지반 배수조건을 고려한 액상화 이후 과잉간극수압 소산에 따른 지반의 침하

윤성규; 김동환; 양영찬; 강기천

doi:10.7843/kgs.2022.38.6.5

지반 배수조건을 고려한 액상화 이후 과잉간극수압 소산에 따른 지반의 침하
Post-Liquefaction Induced Ground Settlement by Dissipation of Porewater Pressure under Drained Condition 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.38 no.6, 2022년, pp.5 - 16

윤성규 (경상국립대학교 공학연구원) , 김동환 (경상국립대학교 공과대학 토목공학과) , 양영찬 (경상국립대학교 공과대학 토목공학과) , 강기천 (경상국립대학교 공과대학 토목공학과)

초록
AI-Helper

국내 내진설계의 경우, 일반적으로 비배수 조건 해석을 통해 구조물과 지반의 변형을 검토하여 이를 설계 및 유지보수에 적용한다. 하지만 지진과 같은 동적하중에 의해 발생한 액상화 현상 이후 과잉간극수압의 소산과정을 거치게 되면 추가적인 지반의 침하가 발생하고 그에 따른 더 큰 피해가 발생한다. 그러므로 배수조건의 해석이 추가적으로 요구되는 실정이며, 지진이 끝난 후 소산과정을 거친 지반의 침하량을 산정하고 검토하는 등의 정확한 지반의 거동을 파악해 이를 설계 및 유지보수에 함께 적용해야 한다. 따라서 본 연구는 순수 사질토 지반을 Dr=30%의 느슨한 지반과 Dr=70%의 조밀한 지반으로 구분하여 비배수조건과 배수조건을 가정해 수치해석을 실시하였다. 특히, 지진과 같은 동적하중이 작용할 때, 지반의 배수조건을 고려하여 느슨한 지반과 조밀한 지반의 침하량 및 과잉간극수압비를 비교하고, 지진이 끝난 후 지반의 소산과정에서 나타나는 침하량 및 과잉간극수압비를 비교, 분석하는 부분에 초점을 맞췄다. 그 결과 지진 시 발생한 지반의 침하량 보다 소산과정을 거친 지반의 침하량이 약 30~60배 큰 결과를 얻었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the case of domestic seismic design, deformation of structures and ground is reviewed through undrained condition analysis and applied to design and maintenance. However, when the ground undergoes dissipation after liquefaction due to a dynamic load such as an earthquake, additional displacement occurs and greater damage occurs. Therefore, it is necessary to additionally analyze the drained conditions, It is necessary to grasp the exact ground behavior such as calculating and reviewing the amount of subsidence of the ground that has undergone the loss process after an earthquake and apply it to design and maintenance together. Therefore, in this study, numerical analysis was performed assuming undrained and drained conditions by dividing pure sandy soil into loose soil with Dr=30% and high-density soil with Dr=70%. In particular, when a dynamic load such as an earthquake is applied, considering the drained conditions of the ground, the settlement amount and the pore water pressure ratio of loose and dense ground are compared, This study focused on comparative analysis of settlement amount and pore water pressure ratio in the process of ground loss after an earthquake. As a result, the amount of subsidence during the dissipation process was 30 to 60 times greater than that of the earthquake.

주제어

표/그림 (24)

그림 Fig. 1. Apartment collapse due to liquefaction in Pohang and Niigata (Kim, 2017)
그림 Fig. 2. Variation of excess pore water pressure during earthquake (Lee, 2019)
그림 Fig. 3. Variation of cyclic stress ratio with number of loading cycles (Lee, 2021)
그림 Fig. 4. Liquefaction resistance curve
표 Table 1. Liquefaction parameters under undrained condition
표 Table 2. Liquefaction parameters under drained condition
표 Table 3. Liquefaction parameters under undrained condition
표 Table 4. Liquefaction parameters under drained condition
그림 Fig. 5. Input seismic wave
그림 Fig. 6. Mesh for dynamic analysis
그림 Fig. 7. Undrained Shear stress-strain (Dr30%)
그림 Fig. 8. Undrained Shear stress-strain (Dr70%)
그림 Fig. 9. Result of displacement under undrained condition (During earthquake, Dr=30% and Dr=70%)
그림 Fig. 10. Result of pore water pressure under undrained condition (During earthquake, Dr=30% and Dr=70%)
그림 Fig. 11. Drained Shear stress-strain (Dr30%)
그림 Fig. 12. Drained Shear stress-strain (Dr70%)
그림 Fig. 13. Horizontal displacement as a result of analysis under drained condition
그림 Fig. 14. Vertical displacement as a result of analysis under drained condition
그림 Fig. 15. Pore water pressure due to analysis under drained condition (During earthquake, Dr=30% and Dr=70%)
그림 Fig. 17. Distribution of excess pore water pressure ratio and displacement under undrained condition (Dr=30%)
그림 Fig. 16. Pore water pressure due to analysis under drained condition (Dissipation process, Dr=30% and Dr=70%)
그림 Fig. 18. Distribution of excess pore water pressure ratio and displacement under undrained condition (Dr=70%)
그림 Fig. 19. Distribution of excess pore water pressure ratio and displacement under drained condition (Dr=30%)
그림 Fig. 20. Distribution of excess pore water pressure ratio and displacement under drained condition (Dr=70%)

참고문헌 (17)

Ben He, Jian-Min Zhang, Wei Li, and Rui Wang (2020), "Numerical Analysis of LEAP Centrifuge Tests on Sloping Liquefiable Ground: Influence of Dilatancy and Post-liquefaction Shear Deformation", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol.137, 106288.

상세보기
Iai, S. (2000), Seismic Design Guidelines for Port Structures, A.A. Balkema Publishers.
Iai, S. and Ozutsumi, O. (2005), "Yield and Cyclic Behaviour of a Strain Space Multiple Mechanism Model for Granular Materials", International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol.29 No.4, pp.417-442.

상세보기
Iai, S., Matsunaga, Y., and Kameoka, T. (1992a), "Strain Space Plasticity Model for Cyclic Mobility", Soils and Foundations, Vol.32, No.2, pp.1-15.

상세보기
Iai, S ., Matsunaga, Y., and K ameoka, T. (1992b), "Anal ysis o f Undrained Cyclic behavior of Sand under Anisotropic Consolidation", Soils and Foundations, Vol.32, No.2, pp.16-20.

상세보기
Iai, S., Tobita, T., Ozutsumi, O., and Ueda, K. (2011), "Dilatancy of Granular Materials in a Strain Space Multiple Mechanism Model", International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol.35, No.3, pp.360-392.

상세보기
Iai, S., Ueda, K., Tobita, T., and Ozutsumi, O. (2013), "Finite Strain Formulation of a Strain Space Multiple Mechanism Model for Granular Materials", International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol.37, No.9, pp.1189-1212.

상세보기
Kang, G. C. (2011), "Behavior of Buried Geo-structures due to Increase of Excess Pore Water Pressure Ratio During Earthquakes", Journal of the Korean Society of Geotechnical Engineering, Vol. 12, No.27, pp.27-28.
Kang, G.-C., Tobita, T., and Iai, S. (2014), "Seismic Simulation of Liquefaction-induced Uplift behavior of Ahollow Cylinder Structure Buried in Shallow Ground", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol.64, pp.85-94.

상세보기
Kang, G.-C., Yun, S.-K., Kim, T.-H., and Kim, D.-S. (2013), "Numerical Analysis on Settlement Behavior of Seabed Sand-Coastal Structure Subjected to Wave Loads", Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, Vol.25, No.1, pp.20-27.

원문보기 상세보기
Kim, M. S. (2017), https://www.joongang.co.kr/article/22126545#home
Lee, H. J. (2019), "Behavior Analysis on Earthquake-Induced Deformation of Structure and Ground Considering Soil Drainge Condition", Department of Civil and Environmental Engiceering, Graduate School of Korea Maritime and Ocean University pp.7-21.
Lee, S. C. (2021), "Behavior Analysis on Earthquake-Induced Deformation of Silty Sand Soil to Drainage Condition", Department of Civil and Environmental Engiceering, Graduate School of Korea Maritime and Ocean University pp.27-32.
Ministry of Oceans and Fisheries (2018), "Port and Fishing Port Design Standards-earthquake" (in Korean).
Ozutsumi, O., Sawada, S., Iai, S., Takeshima, Y., Sugiyama, W., aned Shimasu, T. (2002), "Effective stress analyses of liquefactioninduced deformation in river dikes", Journal of Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol.22, pp.1075-1082.

상세보기
Sawada, S., Ozutsumi, O., and Iai, S. (2000), "Anal ysis of Liquefaction Induced Residual Deformation for Two Types of Quay Walls: Analysis by FLIP", Proceedings of the 12th World Conference on Earthquake Engineering (Auckland), No.2486.
Subasi, Ozan, Serdar Koltuk, and R. Iyisan (2021), "A Numerical Study on the Estimation of Liquefaction-Induced Free-Field Settlements by Using PM4Sand Model", KSCE Journal of Civil Engineering, Vol.26, No.2, pp.673-684.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증