융착식 PE관의 내진설계 및 내진성능평가

Seismic Design and Performance Evaluation of Fusion-Type Polyethylene Pipeline

매설 PE관은 관 자체의 유연성과 연성적인 재료적 특성으로 인해 내진관으로서 양호한 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 매설관으로서 PE관의 사용성은 점차 증가하고 있으나, 국내에서는 그간 PE관의 내진설계 또는 내진성능평가 절차가 마련되어 있지 않았다. 본 연구에서는 실무자들이 비교적 간편하게 적용할 수 있도록 국내 융착식 PE관의 내진설계 및 성능평가 절차를 응답변위법 기반으로 제시하였다. 융착식 PE관의 응답변위법 해석 절차는 상시하중에 의한 변형률과 지진 시 관체의 변형률을 더하여 축방향 변형률의 합계가 허용 변형률 이내인지를 검토하는 방법을 기본으로 한다. 지반의 축방향 변형률 산정 시 지반의 불균질성을 고려할 수 있는 계수를 도입하였다. 또한 지반 액상화 등 지반 변형에 대한 내진 검토 방법도 함께 소개하였다. 각 단계별 구체적인 계산 방식을 함께 제시하였다. 향후 매설 PE관의 내진설계와 내진성능평가를 위해 본 절차는 유용한 기술적 근간을 제시할 것으로 판단된다.

It is known that buried polyethylene (PE) pipes exhibit good seismic performance owing to their flexibility and ductility. The use of PE pipes as buried pipelines is gradually increasing, but currently, there are no seismic design or seismic performance evaluation procedures for domestic PE pipes in Korea. In this study, a seismic design and performance evaluation procedure for a domestic fusion-type PE pipe was developed based on the response displacement method, which is relatively easy to apply. The procedure was based on a method of examining whether the sum of the axial strain induced by both normal and seismic loading was within the allowable strain of the PE pipe. While calculating the axial strain of the ground, a coefficient was introduced to account for the heterogeneity of the ground. A seismic review method for ground deformation, i.e., ground liquefaction, was also introduced. The proposed procedure will provide a useful technical basis for evaluating the seismic design and performance of buried PE pipes in future studies.