액상화-횡방향 영구지반변형을 받는 지중매설관로의 동적 해석에 관한 연구

초록

본 연구에서는 액상화-횡영구지반변형을 받는 지중매설관로의 거동 특성을 해석하기 위하여 동적 수치해석 알고리즘이 개발되었다. 기존의 연구들이 정적 해석에 국한되거나 지반의 액상화 효과를 고려하지 못했던 반면, 본 연구에서는 과잉간극수압의 발생을 시간에 따른 지반강성의 감소현상과 연관시킴으로써 액상화-영구지반변형 효과를 반영하고 이에 따른 매설관로의 동적거동 특성을 규명하였다. 탄성지반 위에 지지되는 보 이론에 기초하여 영구지반변형이 발생한 지역에 위치한 연속된 매설관로를 해석대상으로 설정하였으며 전체 구조계의 운동방정식을 수립함에 있어서 지반의 질량은 유효지반질량을 이용하여 표현하였고, 시간에 따른 질량 및 감쇠특성의 변화를 반영하였다. 또한 수치해석기법 자체는 유한요소법과 뉴마크 직접적분법에 기초하여 구성하였다. 개발된 해석기법의 검증을 위해 실제 지진자료의 입력을 통한 기존 연구결과와의 비교가 이뤄졌으며 지진동 특성, 지반변형의 폭, 유효지반질량계수 및 지반강성함수 등을 변화시켜가면서 다양한 해석을 수행하고 각 인자들의 영향정도를 평가하였다.

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