Journal of the Korean Geotechnical Society (한국지반공학회논문집)

Korean Geotechnical Society (한국지반공학회)
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Seismic Stability Evaluation of the Breakwater Using Dynamic Centrifugal Model Test

동적원심모형 시험을 이용한 지진 시 방파제의 내진안정성 검토

  • 김영준 (한서대학교 건설공학과) ;
  • 장동인 (한서대학교 건설공학과) ;
  • 곽창원 (인하공업전문대학 견설환경공학과) ;
  • 박인준 (한서대학교 인프라시스템학과)
  • Received : 2021.05.28
  • Accepted : 2021.06.14
  • Published : 2021.06.30
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Abstract

Recently, as the occurrence of earthquakes with a magnitude of 5.0 or higher in Korea increases, many studies and interests in seismic design are increasing. A lot of damage was caused by the Pohang earthquake in 2017, and port facilities such as a breakwater were also damaged. This study analyzed the dynamic behavior of the upright breakwater, an external facility, based on a centrifugal model experiment. A series of centrifugal model test was conducted by three different seismic waves such as Pohang Earthquake Wave, Artificial Wave I, and II. As a result, the dynamic behavior of upright breakwater was analyzed. The review showed that acceleration amplification tends to be suppressed as breakwater foundation ground increases support and stiffness through DCM reinforcement and riprap replacement.

최근 국내에 리히터 규모 5.0 이상의 지진의 빈도수가 늘어남에 따라 지진피해가 늘어나면서 내진설계에 대한 많은 연구와 관심이 높아져 가고 있는 실정이다. 최근 발생한 포항지진에 의해 많은 피해가 발생하였고, 항만시설물 또한 피해가 발생하였다. 본 연구에서는 항만구조물 중 외곽시설인 직립식 방파제의 지진 시 발생하는 동적 거동을 원심모형실험을 통해 분석하였다. 이를 위하여 상사법칙을 적용한 직립식 방파제 모형에 포항지진파, 인공지진파 I, II의 총 세 가지 지진파를 적용하고, 지반에 대하여 DCM보강, 사석치환의 두 가지 방식의 보강을 한 경우를 고려하여 원심모형실험을 수행하였다. 그 결과 획득한 지진 시 직립식 방파제의 동적 거동에 대하여 가속도, 수평·수직 변위를 분석하여 내진안정성을 검토하였다. 검토 결과 방파제 기초지반이 DCM보강 및 사석치환을 통해 지지력 및 강성이 높아짐에 따라 가속도 증폭이 억제되는 경향을 나타내었다.

Keywords

Acknowledgement

본 논문은 2021년 해양수산부 재원으로 해양수산과학기술진흥원의 지원을 받아 수행된 연구임(항만 및 어항설계기준 고도화를 위한 성능기반 내진설계기술개발).

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