Probabilistic Study of Surface Subsidence due to the Collapse of Underground Void during Earthquakes

지진에 따른 지하공동의 붕괴로 인한 지표면 함몰에 대한 확률론적 연구

This study is related to the surface subsidence due to the collapse of a underground void during earthquakes. The amount of the settlement due to the collapse of a underground void will depend on the depth of the void, the initial condition of unit weight of sand, the size and type of foundation, the strength of earthquake, the size of a void, etc. The purpose of the paper is to estimate the amount of the subsidence, analyse the factors affecting the subsidence, and develop a program determining the probability of the damages to structures in terms of absolute and differential settlement and rotational settlement. On the base of the results obtained in this study, when the depth of a void is constant and the width of the void increases, the change of the subsidence factor due to the angle of internal friction and the actual effective factor of the void become smaller than that due to the unit weight of sand deposits. In the same condition, the probabilities of damages due to the absolute and differential settlement increase, and those due to the rotational settlement decrease.

이 연구는 지진시 지하공동의 붕괴로 인한 지표면 함몰에 관련된다. 지하공동의 붕괴로 인한 침하량은 공동의 깊이, 모래의 단위중량, 기초의 크기와 형태, 지진강도 그리고 공동의 크기에 따라 달라진다. 본 연구에서는 함몰의 정도의 추정, 함몰에 영향을 미치는 요소의 해석, 그리고 절대침하와 부등침하 그리고 회전성침하로 인한 구조물 손상에 대한 확률을 계산하는 프로그램을 개발하였다. 본 연구의 얻어진 결과에서 공동의 깊이가 일정하고 폭이 증가함에 따라 파괴면의 각과 공동의 유효계수는 모래의 단위중량보다 침하계수에 영향을 적게 미쳤다. 그리고 같은 조건에서 절대침하와 부등침하에 대한 구조물의 손상확률은 증가하였고 회전성침하에 대한 손상확률은 감소하였다.