전단파속도의 공간적 변이성이 지반응답에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 적용한 확률론적 지반응답해석을 수행하여 공간적으로 변이하는 전단파속도와 토층 두께의 변화가 지반응답에 미치는 영향을 평가하였다. 변동계수와 상관길이의 개념을 적용하여 층 내의 상관성을 정량화한 랜덤필드 모델과 실제 주상도를 통해 층간의 상관성을 정량화한 Toro 모델을 적용하여 전단파속도의 공간적 변이성을 모사하였다. 또한 토층 두께의 변화를 주어 그 영향을 평가하였으며, 결정론적 지반응답해석을 수행하여 확률론적 지반응답해석 결과와 비교하였다. 해석수행결과, 변동계수의 증가와 상관길이의 감소에 따라 지표면에서 계산되는 최대지반가속도는 감소하는 것으로 나타났다. 이와 같은 현상이 나타나는 이유는, 임피던스 비가 1보다 작은 층의 경계에서 전단변형률이 현저하게 발생하여 전단변형계수의 감소 및 감쇠비의 증가로 이어지며, 이 때문에 최대지반 가속도가 감소하는 것으로 판단된다.