항만부두 내진설계 평가를 위한 해석시스템 구축

항만부두 축조 시 내진설계에 대한 평가가 제대로 이루어져야 항만부두의 안정성을 확보할 수 있으므로, 이를 위한 해석시스템 구축은 반드시 필요하다. 본 연구에서 제안된 해석시스템은 실내 및 현장시험에 대한 결과로부터의 분석과 프로그램에 대한 분석으로 구성되어 있다. 즉, 우선 지반의 동적 물성치 획득을 위하여 현장에서 SPS 검층시험, 실내에서 수행된 공진주시험 및 양단자유 공진주시험결과로부터 지반의 동적변형특성을 획득하여 이를 설계지반운동결정에 사용하고, 실내 반복삼축시험에서 얻은 액상화 저항강도를 액상화 판정에 적용한다.<BR> 프로그램 분석은 구조물 대상지역의 설계지반운동을 결정하기 위하여 설계단면, 지진파형 등을 변경시키며 1차원등가선형해석(SHAKE91), 비선형해석(YUSAYUSA) 및 지반-말뚝-구조물의 상호작용을 고려하는 부지응답해석을 수행하고, 액상화 판정을 위해 1차원 비선형 유효응력해석 프로그램인 YUSAYUSA에 의한 평가, 2차원 유효응력해석 프로그램인 FLAC 및 FLIP에 의한 해석을 실시한다. 또한 지진발생시 대상 구조물의 안정성 평가를 위하여 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS와 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 2차원 전응력해석, FLAC을 이용하여 2차원 유효응력해석을 수행하고 또한 ABAQUS를 이용하여 3차원 전응력 해석을 수행하여 안전율 및 붕괴방지수준에서의 허용변위량을 검토한다.<BR> 본 연구에서 제안된 해석시스템의 타당성을 평가하기 위하여 설계중인 항만부두에 본 해석시스템을 적용하여 내진설계에 대한 안정성을 평가하였다.

A analysis system must be set up through a seismic design to assure safety of ports and harbors. This research consists of data analyses of laboratory tests, field tests and numerical analyses. In-situ Suspension Ps(SPS) logging tests, resonance column tests, and free-free resonance column tests were analyzed to obtain material properties and dynamic deformation characteristics. Liquefaction resistance strengths based on the cyclic triaxial tests were used to evaluate liquefaction.<BR> In numerical analyses, the one dimensional equivalent linear analysis(SHAKE91), the nonlinear analysis(YUSAYUSA), and site response analysis considering soil-pile-structure interaction were performed with various designs and earthquake types to select ground motions. YUSAYUSA, one dimensional nonlinear effective stress analysis program, and FLAC and FLIP, two dimensional effective stress analysis programs were used to evaluate liquefaction, respectively. ABAQUS, finite element analysis program, and FLAC, finite difference analysis program, were also used to evaluate safety of structures during earthquakes.<BR> To verify the seismic analysis system suggested in this research, the system was applied to port and harbor which is in process of design and evaluated safety of a seismic design.