| 초록 |
□ 연구개요 지진시에는 기반암이 전체 진동함으로써 지반 전체에 그 진동이 전달되고 이 과정에서 지반-구조물 상호작용에 의해 상부 구조물 또한 진동하면서 그 피해가 가속화 된다. 또한, 지진과 같은 동적인 외력으로 지반-구조물 상호작용에 의해 지반내의 과잉간극수압의 증가로 인해 유효응력의 감소를 유발하여 지지력이 크게 감소하는 현상을 야기하고 이로 인해서 구조물의 전도 및 침하, 유실을 유발한다. 이러한 지반내의 과잉간극수압 상승 및 유효응력 감소는 구조물과 지반의 안정성 평가에 가장 중요한 요소이며 설계시에 반드시 반영되어야 하는 것이다. 구체적인 연구 핵심내용은 아래와 같다. - 국내외 연구자료 및 보고서 등 문헌, 국내‧외 현장조사 등을 통한 한국형 해양구조물 및 지반 특성 등 기초자료 조사 - 지진과 같은 동적 외력 적용을 위한 지반수치해석에 대한 국내‧외 사례 조사 등 - 대표적 국내 해양구조물에 대한 지반수치해석 수행을 통한 피해양상, 메커니즘, 피해의 정량적 예측 수행 □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구에서는 한국형 해양구조물 및 지반특성을 고려하여 지진시 지반-구조물 동적 상호작용 거동의 분석을 통해 그 안정성을 평가하는 것이 목적이다. 즉, 지진이 동적인 외력으로 작용할 때 그 지반-구조물 상호관계를 명확하게 규명하여 보다 높은 정확도의 실용적인 안정성 평가법 개발을 위한 목표로 연구를 수행하였고 구체적인 주요 연구 목표는 다음과 같다. - 지진에 의한 한국형 해양구조물의 정량적 안정성 평가 및 예측 - 대표 단면에 대한 변위, 지반내 유효응력 감소, 과잉간극수압 등 정량적 분석 - 구조물별 피해양상 및 메커니즘 비교 분석 본 연구 결과로써 지진시 지반은 “비배수조건”이라는 가정하에 대표적인 해양구조물인 케이슨 구조물의 정량적 평가를 수행하였다. 또한, 연구의 검증을 위하여 포항 지진시 포항의 영일만항에 발생한 피해에 대해서 피해 메커니즘을 규명하였고, 그 결과 뒤채움 지반내 유효응력 경로 및 응력-변형률 거동으로부터 반복적 하중에 의해 지반이 Mohr-Coulomb의 파괴선에 근접하는 것으로 나타났고, 이는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 소실에 의한 지지력의 감소에 기인한 것으로 나타났다. □ 연구개발결과의 중요성 최근 국내에서 빈번히 발생하는 지진으로 이에 대한 안정성 문제가 대두되고 있는 실정이며, 앞서 언급한 대규모 해양·항만 시설의 경우는 기능이 마비될 경우 그에 따른 경제적인 손실이 막대하기 때문에 설계 또는 건설 이후에라도 지진에 대한 해양구조물의 안정성이 확보되어야 한다. 따라서 본 연구에서 제안한 지진시 해양구조물 안정성 평가 기법을 통해 국내의 지진에 의한 지반-구조물 상호작용 거동에 따른 해양구조물의 정량적인 피해 예측 평가 기술 확보가 가능하여, 동적인 외력(지진)에 의한 국내 해양구조물의 통합적인 방재 및 안정성 평가기술 확보에 참고 자료로 활용 가능하다. 또한, 국내 해양구조물의 내진성능설계 / 한계상태설계법에 활용할 수 있는 자료 제공가능 할 것으로 판단된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
