유효응력해석법을 활용한 액상화 평가 간편법의 국내 적용성 분석 : Assessment of a Simplified Liquefaction Evaluation Method Through Comparison with Effective Stress Analysis = 유효응력해석법을 활용한 액상화 평가 간편법의 국내 적용성 분석

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 낙동강 삼각주를 대상으로 유효응력해석을 수행하여, 국내에서 사용되는 간편 액상화 평가법의 신뢰성과 한계를 평가하였다. 광대역 하이브리드 시뮬레이션을 통해 생성한 시나리오 지진을 비선형 지반응답해석의 입력지진으로 적용하였다. 간편법의 안전율(FS)은 SPT-N값과 Vs 기반 상관식을 이용해 산정하였으며, 유효응력해석은 OpenSeesPy에서 PDMY02 모델을 사용하여 수행하였다. 유효응력해석의 입력 매개변수는 문헌값과 현장 시료의 반복 삼축시험 결과를 함께 활용하여 산정하였고, 이를 통해 동적 거동을 비교·검토하였다.

해석 결과, 간편법은 과잉간극수압이 점진적으로 축적되는 과정을 모사하는 데 한계가 있어 액상화 가능성을 과대 또는 과소평가할 수 있는 것으로 나타났다. 반면 유효응력해석은 현장 지층구조를 충실히 반영하고 과잉간극수압의 시간적 발달을 재현함으로써 일관된 예측 결과를 제공하였다. 또한 PDMY02 모델 권장 매개변수를 적용한 경우와 실내시험으로 보정한 모델은 유사한 경향을 보였으나, 액상화 발생 범위에서 차이가 확인되어 현장 특성을 반영한 실험자료의 필요성이 강조되었다. 따라서 본 연구는 간편법의 적용성을 분석하고, 평가 기준 개선 및 실무에서의 유효응력해석 도입을 위한 기초자료를 제시한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 대상 지역 5
• 1.3 연구 내용 7
• Ⅱ. 이론적 배경 9
• 2.1 간편법 액상화 평가 9
• 2.1.1 CSR 산정 방법 9
• 2.1.2 CRR 산정 방법 10
• 1) SPT-N 기반 CRR 산정 방법 12
• 2) Vs 기반 CRR 산정 방법 14
• 가) Vs 기반 CRR 산정 방법-1 15
• 나) Vs 기반 CRR 산정 방법-2 16
• 2.2 유효응력 해석법 액상화 평가 17
• 2.3 국내 액상화 평가 기준 20
• 2.3.1 예비평가 21
• 2.3.2 본평가 22
• 2.4 지반응답해석 23
• 2.5 반복삼축압축 시험 26
• 2.6 광대역 하이브리드 지반운동 시뮬레이션 27
• Ⅲ. 연구 방법 30
• 3.1 연구 대상지 33
• 3.1.1 연구 대상지 지질 및 지반 특성 33
• 3.1.2 연구 대상지 동적 특성 분석 및 해석 입력값 설정 34
• 3.2 가상지진 시나리오 설정 37
• 3.3 시나리오 기반 입력 암반지진파 시뮬레이션 38
• 3.4 전응력 지반응답해석 40
• 3.5 유효응력 지반응답해석 45
• 3.6 반복삼축압축 시험 및 구성모델 매개변수 산출 48
• 3.6.1 공시체 제작 및 물리적 특징 49
• 3.6.2 포화 및 압밀 과정 50
• 1) 포화 50
• 2) 압밀 52
• 3.6.3 반복하중 재하 조건 53
• 3.6.4 매개변수 산출 53
• Ⅳ. 연구 결과 60
• 4.1 반복삼축압축 실험 결과 및 시뮬레이션 결과 비교 60
• 4.1.1 매개변수 비교 70
• 4.2 지반응답해석 결과 72
• 4.3 액상화 평가 결과 75
• 4.3.1 간편법 액상화 평가 76
• 4.3.2 PDMY02 모델 제안값 유효응력 해석 액상화 평가 79
• 4.3.3 실내시험(매개변수)유효응력 해석 액상화 평가 81
• 4.3.4 액상화 평가 결과 비교 분석 83
• Ⅴ. 결론 87
• 참고문헌
• Abstract