동적 수치해석을 통한 베이스먼트의 지진토압에 대한 매개변수 연구

Abstract

동적 토압 해석은 지하 구조물의 내진 설계에서 핵심적인 파라미터이다. 그러나 기존 토압식들은 지반과 구조물의 상호작용, 상대적 유연성 비율(F) 및 구조물의 래킹 비율(R), 종횡비(L/H) 등 중요한 변수들을 종합적으로 고려하지 않은 것들이 대다수이다. 본 연구의 목적은 이러한 매개변수들이 동적 토압에 미치는 영향을 확인하여 기존의 옹벽 토압식의 신뢰도를 평가하는 것이며, 이를 위해 베이스먼트에 대해 동적 수치해석을 통한 매개변수 연구를 수행하였다. 그 결과, 종횡비가 높고 유연성이 낮은 구조물이 종횡비가 낮고 유연성이 높은 구조물보다 지진 토압에 더 취약하다는 사실을 확인하였다. 따라서 베이스먼트의 지진 토압 또는 동적 토압 추정에 있어 종횡비 및 유연비를 고려하는 것이 필요하고, 기존 옹벽의 토압식 적용 시 주의가 필요하다고 판단된다.

Dynamic earth pressure analysis is a key parameter in the seismic design of subterranean structures. However, existing solutions often lack a holistic approach, ignoring crucial elements like soil-structure interaction, the relative flexibility ratio (F) between the soil and a structure, the racking ratio (R) of a structure, and the structure aspect ratio (L/H). In this study, we conducted a thorough suite of dynamic numerical analyses on basements to understand how these factors influence seismic earth pressure. We found that structures with high aspect ratios and low flexibility were more susceptible to seismic pressure than those with lower aspect ratios and greater flexibility. Consequently, we recommend taking the aspect ratio and flexibility into account when estimating the seismic or dynamic earth pressure on basements and exercising caution when using traditional solutions proposed for retaining walls.