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ACOMS+ 및 학술지 리포지터리 설명회

  • 한국과학기술정보연구원(KISTI) 서울분원 대회의실(별관 3층)
  • 2024년 07월 03일(수) 13:30
 

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지진 시 액상화된 지반 내 지중 구조물의 안정성 평가를 위한 한계평형해석 모델 제안

A proposed model of limit equilibrium analysis for stability assessment of underground structure in liquefied ground during earthquakes

(사)한국터널지하공간학회 / (사)한국터널지하공간학회, (P)2233-8292; (E)2287-4747
2024, v.6 no.5, pp.435-448
오주영 (삼성물산 건설부문 Civil사업부)
이재환 (삼성물산)
장석부 (삼성물산 건설부문 Civil사업부)

초록

지진 시 발생하는 지반의 액상화는 터널, 관로, 맨홀, 지하 탱크 등 지중 구조물에 큰 피해를 초래한다. 이러한 액상화에 의한 피해는 지중 구조물의 부상(uplift)이 주요 원인인 것으로 나타났으며, 현재까지 설계 실무에서는 지중 구조물의 이 러한 상향 변위를 충분히 고려하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 개착식 터널을 대상으로 하여 한계평형법 기반의 analytical solution을 제안하였다. 이를 활용하여 토피고, 액상화 심도, 지반개량, ledge 유무에 대한 민감도 분석 을 시행하였다. 안전율 변화를 통해 안전율에 대한 각 요소들의 기여도를 합리적으로 도출할 수 있음을 확인하였다. 현재 모델 내 다수의 가정과 불명확성이 존재하며, 이에 대한 적합 여부에 대한 검토는 여전히 과제로 남아있다. 하지만, 보수 적인 접근 방식을 통해 상당 부분의 불확실성이 완화된 것으로 판단되며, 지중 구조물의 uplift 거동 특성을 고려한 안정 성 평가 방법이라는 점에서 의미가 있다고 사료된다.

keywords
지진, 액상화, Uplift, 지중 구조물, 한계평형해석, Earthquake, Liquefaction, Uplift, Underground structure, Limit equilibrium analysis

Abstract

Liquefaction of the ground caused by earthquakes results in significant damage to underground structures such as tunnels, pipelines, manholes, and underground tanks. The uplift of underground structures due to liquefaction has been identified as a major cause of this damage. However, current design practices have not adequately considered the upward displacement of underground structures. This paper proposes an analytical solution based on the limit equilibrium method for cut-and-cover tunnels. Using this solution, a sensitivity analysis was performed on soil cover height, lique- faction depth, ground improvement, and ledge. It was confirmed that the contribution of each factor to the safety factor can be reasonably derived through changes in the safety factor. Although there are still many assumptions and uncertainties that need to be reviewed for their appropriateness, a conservative approach appears to mitigate a significant portion of these uncertainties. This study is meaningful as a stability evaluation method considering the uplift behavior characteristics of underground structures.

keywords
지진, 액상화, Uplift, 지중 구조물, 한계평형해석, Earthquake, Liquefaction, Uplift, Underground structure, Limit equilibrium analysis

(사)한국터널지하공간학회