초록 ▼

본 연구에서는 4차년도(2001)와 5차년도(2002)에 수행한 전국 주요항만 안벽구조물 간이평가에서 불안정한 것으로 판정된 잔교식 안벽과 중력식 안벽 중 안벽의 중요도와 상세평가를 위한 지반조사의 용이성 등을 감안하여 중력식 안벽인 인천항 국제여객부두(1500GT)와 잔교식 안벽인 부산항 신선대부두(50000DWT)를 내진성능 상세평가 대상으로 선정하였다.
내진성능 상세평가는 ${\ulcorner}$지진대비 항만구조물 보강기법 및 신형안벽개발(Ⅲ, Ⅳ), 해양수산부/한국해양연구원(2001.2)

본 연구에서는 4차년도(2001)와 5차년도(2002)에 수행한 전국 주요항만 안벽구조물 간이평가에서 불안정한 것으로 판정된 잔교식 안벽과 중력식 안벽 중 안벽의 중요도와 상세평가를 위한 지반조사의 용이성 등을 감안하여 중력식 안벽인 인천항 국제여객부두(1500GT)와 잔교식 안벽인 부산항 신선대부두(50000DWT)를 내진성능 상세평가 대상으로 선정하였다.
내진성능 상세평가는 ${\ulcorner}$지진대비 항만구조물 보강기법 및 신형안벽개발(Ⅲ, Ⅳ), 해양수산부/한국해양연구원(2001.2)${\lrcorner}$의 방법을 적용하여 크게 실내외 실험을 통한 지반물성 평가, 액상화 상세평가, 지반-구조물 동적수치해석의 3단계로 수행하였다.
현장시추조사 및 표준관입시험을 수행하여 설계 당시와 달라질 수 있는 현재상태의 지층구성 및 지층강도를 평가하였다. 상세평가시 필요한 지반의 동적 물성값은 현장 탄성파 시험을 통한 지반의 최대 전단탄성계수, 공진주 실험을 통한 전단변형율에 따른 전단탄성계수와 감쇠비 변화곡선, 진동삼축실험을 통한 액상화 가능지층의 액상화 저항곡선 등의 방법으로 결정하였다.
액상화 상세평가는 SHAKE 프로그램을 이용한 지진응답해석 결과와 진동삼축실험결과를 이용하여 액상화 발생 가능성을 상세히 평가하였다. 지반-구조물 동적수치해석의 경우 중력식 안벽구조물은 2차원 유한요소해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 수행하였으고, 이때 지진시 지반내 과잉간극수압 발생을 고려할 수 있는 액상화 모델인 Finn모델을 적용하였으며, 해석 결과로부터 중력식 안벽의 최대변위와 허용변위를 비교하여 내진 안정성을 평가하였다. 잔교식 안벽구조물은 ANSYS프로그램을 이용한 다중모드 스펙트럼 해석을 수행하였고, 해석결과를 통하여 구조물 부재내에 발생하는 응력과 허용응력을 비교하여 내진 안정성을 평가하였다.
이 외에도 국내 기존의 항만 구조물에 대한 지진 모니터링 시스템 구축안을 제시하였다.

Abstract ▼

Busan East Container Terminal and Inchon International Habor Terminal, which are a gravity quay wall structure and pier type wharf structure, respectively, are determined as targets of siesmic evaluation in detail. Broing, SPT, down hole test, and crosshole test are performed in situ, as well as cyc

Busan East Container Terminal and Inchon International Habor Terminal, which are a gravity quay wall structure and pier type wharf structure, respectively, are determined as targets of siesmic evaluation in detail. Broing, SPT, down hole test, and crosshole test are performed in situ, as well as cyclic triaxial test, resonance column test and rock free-free end test are performed in lab. Pro-Shake, FLAC2D and ANSYS are used in numerical analysis to simulate the behavior of the structure and to find the liquefaction during earthquakes, like Hachinohe earthquake, Ofunato earthquake and Artwave.
Besides, the proposal of constructing the seismic monitoring system for previous port facilities was also presented.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...7
• 목차 ...9
• 표목차 ...15
• 그림목차 ...17
• 제 1 장 서론...25
• 제 1 절 연구 목적...25
• 제 2 절 해석대상의 선정...25
• 제 3 절 과업수행 내용...26
• 제 2 장 평가방법 및 조사 항목...29
• 제 1 절 평가 방법...29
• 1. 지진시 지반의 액상화 평가방법...29
• 2. 설계지반운동에 관한 국내 내진설계기준...30
• 3. 액상화 간이평가법 및 상세예측법...35
• 4. 액상화 평가에 대한 최근 연구동향...47
• 가. 표춘관입저항치를 이용한 액상화 저항응력비 산정...47
• 나. 콘관입저항치를 이용한 액상화 저항응력비 산정...49
• 다. 전단파속도를 이용한 액상화 저항응력비 산정...53
• 라. 지진규모 수정계수...54
• 마. 국내 지진특성 및 국내 표준설계응답스펙트럼에 적합한 입력지진의 이용...57
• 5. 중력식 안벽구조물의 내진성능 상세평가...61
• 6. 잔교식 안벽 구조물의 내진성능 상세평가...63
• 제 2 절 현장 조사...65
• 1. 개요...65
• 2. 현장 조사 방법...65
• 가. 시추조사...65
• 나. 표준관입 시험...66
• 다. 크로스홀 시험...67
• 라. 다운홀시험...77
• 마. 인홀 시험...86
• 제 3 절 실내 시험...96
• 1. 기본물성 시험...96
• 2. 실내투수시험...100
• 3. 삼축시험...101
• 4. 진동삼축시험...102
• 5. 공진주시험...103
• 6. 암석에 대한 탄성파 속도 측정...106
• 제 4 절 수치해석 프로그램...108
• 1. PRO-SHAKE...108
• 가. 개요...109
• 나. 해석 이론...110
• 2. FLAC2D (Ver.3.3)...115
• 가. 개요...115
• 나. 해석 이론...115
• 다. Rayleigh Damping...119
• 라. 액상화 모델 Finn 모델...120
• 3. ANSYS...127
• 가. ANSYS의 특징...127
• 나. ANSYS의 기능...129
• 제 3 장 인천항 국제여객부두(15000GT)...135
• 제 1 절 개요...135
• 제 2 절 현장조사...137
• 1. 조사 개요...137
• 가. 조사 위치...137
• 나. 조사 내용...138
• 2. 지층 개요...139
• 가. 지형 현황...139
• 나. 지층 개요...139
• 3. 조사 결과...141
• 가. 시추 조사...141
• 나. 표준관입시험...142
• 다. 물리탐사...142
• 제 3 절 실내시험...145
• 1. 기본물성시험...145
• 가. 물리성시험...146
• 나. 역학시험...147
• 2. 공진주시험...154
• 제 4 절 지반응답해석...157
• 제 5 절 지반 및 구조물 평가...159
• 1. 구조물 이력 및 표준단면도...159
• 2. 중력식 안벽구조물의 상세평가 흐름도...160
• 3. 해석 방법...161
• 4. 해석 결과...162
• 제 6 절 액상화 평가...180
• 1. 액상화 간이평가...180
• 가. SPT N치를 이용한 간이평가...180
• 나. Vs를 이용한 간이평가...182
• 2. 액상화 상세평가...185
• 제 7 절 요약 및 결론...188
• 제 4 장 부산항 신선대부두(50000DWT)...189
• 제 1 절 개요...189
• 제 2 절 현장조사...191
• 1. 조사 개요...191
• 가. 조사 위치...191
• 나. 조사 내용...192
• 2. 지층 개요...193
• 가. 지형 현황...193
• 나. 지층 개요...193
• 3. 조사 결과...195
• 가. 시추 조사...195
• 나. 표준관입시험...196
• 다. 물리탐사...196
• 제 3 절 실내시험...199
• 1. 기본?시험...201
• 2. 공진주시험...204
• 제 4 절 지반응답해석...206
• 제 5 절 지반 및 구조물 평가...210
• 1. 구조물의 이력 및 표준단면도...210
• 2. 잔교식 안벽구조물의 내진성능 상세평가 흐름도...212
• 3. 해석 방법...213
• 4. 대상구조물의 수치 해석 모형...213
• 가. 상부구조물의 수치 해석 모형...213
• 나. 지반의 수치 해석 모형...217
• 5. 해석 결과...221
• 가. 검토 기준...221
• 나. 내진설계 1등급 적용 시 해석 결과...224
• 다. 내진설계 2등급 적용 시 해석 결과...236
• 제 6 절 액상화 평가...248
• 1. 액상화 간이 평가...248
• 가. 내진 1등급 구조물 해석 (amax=0.115g)...248
• 나. 러진 2등급 구조물 해석 (amax=0.085g)...252
• 2. 액상화 상세평가...255
• 제 7 절 요약 및 결론...259
• 제 5 장 결론 및 토의...261
• 참고문헌...265
• 부록 A. 지반조사 보고서...269
• 부록 B. 진동삼축시험 보고서...313
• 부록 C. 공진주시험 보고서...333
• 부록 D. 현장조사 사진...349