Foundation-soil-foundation Interaction of Shallow Foundations Using Geo Centrifuge: Experimental Approach

한국지반공학회논문집 제34권 1호 2018년 1월 pp. 25 ～ 35 JOURNAL OF THE KOREAN GEOTECHNICAL SOCIETY

Vol.34, No.1, January 2018 pp. 25 ～ 35

ISSN 1229-2427 (Print) ISSN 2288-646X (Online) https://doi.org/10.7843/kgs.2018.34.1.25

원심모형실험을 이용한 얕은 기초의 기초-지반-기초 상호작용:

실험적 접근

Foundation-soil-foundation Interaction of Shallow Foundations Using Geo Centrifuge: Experimental Approach

노 린 반¹ Ngo, Linh Van 김 재 민² Kim, Jae-Min 임 재 성¹ Lim, Jaesung 이 창 호³ Lee, Changho

Abstract

Geocentrifuge tests are performed to investigate the structure-soil-structure interaction of shallow foundations that have various sizes. The soil specimen is prepared by using the air-pluviation, and the dynamic responses of the foundation are monitored with separation distances between the two foundations and the embedment. During the centrifugal test, the measured ground acceleration shows a tendency to increase with the increase of the input seismic amplitude, and maximum acceleration is measured at the surface due to the ground amplification. As the separation distance between the two foundations decreases, the ratio of the response spectral acceleration (RRS) increases and the period at the peak RRS decreases due to the structure-soil-structure interaction (SSSI). The RRS of the two foundations tends to decrease when the foundations are buried in the ground at the same separation distance.

요 지

구조물-지반-구조물 상호작용을 확인하기 위하여 다양한 크기를 가지는 얕은 기초에 대하여 원심모형실험에 의한 진동대실험을 실시하고 결과를 분석하였다. 낙사법을 이용하여 지반을 조성하였으며, 두 기초의 이격 거리 및 매립에 따른 거동을 평가하였다. 원심모형실험 시 측정된 깊이별 지반 가속도는 입력 지진파의 크기가 증가함에 따라 증가하 는 경향을 보였으며, 증폭 현상에 의하여 지표면에서 가장 큰 값을 보였다. 두 기초의 이격 거리가 줄어듦에 따라 구조물-지반-구조물 상호작용에 의하여 가속도 응답 스펙트럼 비(RRS)의 크기는 커지며, RRS 값이 최대가 되는 주기 는 줄어 들었다. 동일한 이격 거리에서 기초가 지반에 매립될 경우, 두 기초의 RRS는 감소하는 경향을 보였다.

Keywords : Embedment, Geocentrifuge, Ratio of response spectrum (RRS), Separation distance, Shallow foundation, Structure-soil-structure interaction (SSSI)

1 비회원, 전남대학교 해양토목공학과 박사과정 (Ph.D. Student, Dept. of Civil and Environmental Engrg., Chonnam National Univ.) 2비회원, 전남대학교 해양토목공학과 교수 (Prof., Dept. of Marine and Civil Engrg., Chonnam National Univ.)

3정회원, 전남대학교 해양토목공학과 조교수 (Member, Assistant Prof., Dept. of Marine and Civil Engrg., Chonnam National Univ., Tel: +82-61-659-7322, Fax:

+82-61-659-7329, changho@jnu.ac.kr, Corresponding author, 교신저자)

*본 논문에 대한 토의를 원하는 회원은 2018년 7월 31일까지 그 내용을 학회로 보내주시기 바랍니다. 저자의 검토 내용과 함께 논문집에 게재하여 드립니다.

Copyright © 2018 by the Korean Geotechnical Society

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Table 1. Scaling law for the centrifuge test

Quantity Centrifuge model

[Ng]

Length N

Density 1

Time N

Frequency 1/N

Acceleration 1/N

Displacement N

Stress 1

Strain 1

Stiffness 1

1. 서 론

최근 전 세계적으로 상당한 규모의 지진이 빈번하게 발생하여, 인명적/재산적 피해를 야기하고 있다. 우리나 라도 2016년 경주 남서쪽 9km 지역에서 규모 5.1의 전 진 및 5.8의 본진이 발생하였다. 특히 경주 지역 인근에 는 다수의 원자력 발전소와 LNG 탱크 등 고위험 국가 기간 시설물들이 위치하고 있어 내진에 대한 관심이 집 중되고 있다.

암반의 경우 암반 노두(outcrop rock)의 지진 거동과 기저 암반(bed rock)에서의 지진 거동은 매우 유사하지 만, 상대적으로 연약 지반 및 지표면에서의 지진파 특성 은 지반의 특성에 따라 크게 달라진다(Schnabel et al., 1972). 특히, 상대적으로 강성이 약한 지반에 구조물이 설치되는 경우, 구조물 주변 지반의 특성과 지진파의 특 성이 구조물의 강성 등 특징에 따라 변화하므로(Parmelee, 1967; Sarrazin et al., 1972), 주요 구조물의 경우 지반- 구조물 상호작용(Soil-Structure Interaction, SSI)을 고려 해야 한다. 이러한 지반-구조물 상호작용을 고려한 내진 설계는 1960년대부터 미국 원자력규제위원회(Nuclear Regulatory Commission, NRC)의 원자력발전소 내진 설 계 시 고려되기 시작했으며, 지반의 매립 효과 및 운동 학적 상호작용(kinematic interaction)을 고려한 연구들 이 수행되었다(Avilés and Suárez, 2002; Todorovska, 1992; Wolf, 1985; Zhang and Wolf, 1998). 그러나. 대부 분의 연구는 단일 구조물의 지반-구조물 상호작용 효과 에 대한 연구이며, 지진 시 주변 구조물들의 상호작용 및 주변 지반과의 문제는 상대적으로 주목 받지 못하였 다. Lee and Wesley(1973)의 원전 구조물에 대한 구조물- 지반-구조물 상호작용(Structure-Soil-Structure Interaction, SSSI) 영향 및 근사해 연구 이후로, 최근 들어 도심지 대형 건물들의 건설과 함께 지진 시 대형 토목 구조물들 의 인접 구조물 또는 구조물 기초와 지반-구조물 상호 작용(Structure-Soil-Structure Interaction, SSSI or Soil- Foundation-Structure Interaction, SFSI)에 대한 몇몇 수 치해석 및 실험적 연구가 시도 되고 있다(Clouteau and Aubry, 2001; Kong et al., 2017; Mason et al., 2013;

Trombetta et al., 2013; Tsogka and Wirgin, 2003). 그러 나, 국내의 경우 현재까지 구조물-지반-구조물 상호관 계를 고려한 실험적 연구가 부족한 편이다.

본 연구에서는 원심모형실험을 이용하여 기초-지반- 기초 상호작용을 확인하기 위한 실험을 실시하고 결과

를 분석하였다. 이를 위하여 서로 다른 크기를 가지는 직접 기초 모형을 제작하여 실험을 수행하였다. 원심모 형실험 지반 조성을 위하여 원심모형실험 전 일차원 압 축실험과 공진주시험(RC test)을 실시하면서 전단파속 도(V

S

2. 상사법칙

원심모형실험은 축소 제작한 모형구조물(model)과 실 제 지반 재료를 이용하여 원형구조물(prototype)의 거동 특성을 평가하는 실험 방법이다. 일반적인 상사법칙은 원형구조물과 가속 중 모형구조물 내부의 응력분포가 동 일하다는 가정에서 유도된다. 만일 동일한 재료 및 동일 한 밀도(ρ)로 원형구조물과 모형구조물을 제작하였다고 가정하면, 깊이(h)와 가속도(g) 조건에 따른 원형구조물 과 모형구조물의 수직 유효 응력은 각각 다음과 같다:

σ

v p

p

v m

p

여기서 아래 첨자 p와 m은 각각 원형과 모형을 의미한 다. 따라서, 원형과 모형의 응력 상태를 동일하게 구현 하기 위해서는 1:N 축척에 관하여 다음의 관계가 성립 하여야 한다.

N h

hm/ p =1/ (2) 원심모형실험의 상사법칙은 Table 1과 같다(Iai et al., 2005).

(a)

(b)

Fig. 1. (a) KOCED geocentrifuge; (b) In-flight earthquake simulator

3. 원심모형실험

3.1 KOCED 원심모형실험기

본 연구에서는 KAIST의 KOCED 지오센트리퓨지 실 험센터의 원심모형실험기를 이용하였다. KOCED 원심 모형실험기는 회전반경 5.0m의 Beam 형태 가속장치장 치로 최대 가속도는 130g이다(Fig. 1(a)). 모델 적재공간 은 1.2m×1.2m×1.2m 이며, 자동 균형제어 시스템을 적 용하고 있다. 컴퓨터 통신을 활용하여 계측된 각종 측정 치를 계측 시스템에 효과적으로 전달할 수 있으며, 원심 모형실험 중 원활한 용수, 공압 및 유압을 공급하기 위 하여 로터리 조인트(rotary joint)가 설치되어 있다(Kim et al., 2013).

또한, 지반 및 상부 구조물에 전달되는 지진을 정밀하 게 모사하기 위하여 전기제어-유압방식(Electro hydraulic servo type)의 전자동 균형 제어 지진모사실험기(Fig. 1(b)) 를 원심모형실험기와 함께 사용하였다. 0.67m×0.67m×

0.65m의 적재공간을 가지며, 최대 0.5g의 강진을 모사 할 수 있다. 정현파, 실지진파, 백색잡음 등을 입력 지진 파로 적용할 수 있다. 지진 하중 전달 시 유한한 경계 조건을 모사하기 위하여, 등가 전단보 박스(ESB)를 이 용하였다.

3.2 모형지반 조성

본 연구에서는 모형지반을 조성하기 위하여 주문진 표준사를 이용하였다. 사용된 주문진 표준사의 평균입 경(D

50

최대(ASTM-D4253) 및 최소(ASTM-D4254) 건조단위중 량(ρ

d max

d min

³

³

³

3.3 얕은 기초 모형 및 실험 조건

두 기초의 상대적인 무게 차이를 명확하게 하기 위하 여 서로 다른 크기의 알루미늄 재질의 직접 기초 모형 (F1 및 F2)을 제작하였다. Table 2는 1g에서 모형 기초 의 제원 및 45g 조건의 원형 구조물의 동적 특성을 보여 준다. 원형 구조물의 동적 특성은 Gazetas(1983)가 제안 한 이론식을 이용하여 계산하였다.

입력 지진 하중에 따른 지반 가속도를 측정하기 위하 여 다양한 깊이와 위치에 수평 및 수직 가속도계를 설치 하였으며, 깊이별 전단파 속도 주상도를 획득하기 위하 여 8쌍의 벤더엘리먼트를 깊이별로 설치하였다.

30분간 45g 조건에서 가속한 후 단계별로 입력 지진 파의 최대 가속도(Peak Ground Acceleration PGA)를 증 가시키며 실험을 실시하였다. 입력 지진파의 최대 가속 도는 약 0.2g로 입력하였다. 비록 등가전단보 박스를 사 용하였으나, 경계면 효과를 최소화하기 위하여, Case 1 의 경우, 기초 폭(B) 크기를 고려하여 F1 및 F2 기초를 각각 경계면에서 283mm(원형 12.74m), 51mm(원형 2.3m) 떨어진 위치에 설치하였으며, 두 기초의 이격 거리에 따 른 영향을 관찰하기 위하여 이격 거리를 각각 20mm (Case 1) 및 3.2mm(Case 2)(즉, 원형 기초 거리 0.9m 및 0.144m)로 변화시키며 입력 지진파에 따른 기초의 응답

Table 2. Properties of foundations

Foundation characteristics F1 F2 Problem / Equation References

Dimension L×B×H (cm)

11.6 × 11.6 × 2.0

2.2 × 4.7 × 2.0

- -

Mass (g) 720.64 53.49 - -

f

in 45gc [Hz] 7.94 15.36

Circular plate on elastic haft space,

⎟ ⎠

⎜ ⎞

⎝ ⎛ +

= −

= R

D m

GR m

f

k

3 1 2 ) 1 ( 8 2

1 2

1

ν π π

Gazetas (1983)

T

in 45gc [sec] 0.126 0.065 T

= 1 / f

Chopra (2007)

f

and T

= flexible base natural frequency and period of prototype foundation gc = centrifugal accereation [g]

R = radius of circular foundation D = embedment depth

N = poisson’s ratio

을 관찰하였다(Fig. 2(a)～3(b)). 또한 근입 효과에 따른 영향을 관찰하기 위하여 이격 거리 3.2mm에서(Case 3;

Fig. 2(c)) 두 기초를 지반에 모두 근입한 상태로 실험을 실시하였다.

본 연구에서는 U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC)의 Standard Review Plan 3.7.1(Rev. 4)(2012)의 내진 설계용 입력 운동 규정을 만족하는 지반운동에 대 해 응답스펙트럼에 부합되도록 만든 인공 지진파를 사 용하였다(Fig. 3). SRP3.7.1의 입력운동 규정에 따라, 입 력 지진파의 총 지속시간은 20초 이상이며, 강진 지속 시간 역시 최소 6초 이상이다. 또한 연속된 지진파를 정 확하게 묘사하기 위하여 입력 지진파의 시간 증분을 0.01 초의 충분히 작은 시간 간격으로 분할 하였다.

4. 실험 결과 및 분석

4.1 모형지반의 동적 거동

모형지반의 동적 특성은 전단파 속도(V

S

max

max

s 2

). 흙의 최대전단탄성계수는 간극비 (e), 입자의 형상, 선행압밀비(OCR), 그리고 구속응력 (confining stress)에 영향을 받으며, 구속응력의 함수로

나타낼 수 있다:

G

max

m

^θ

여기서, Λ는 평균 유효 응력(mean effective stress, σ´

m

max

max

max

cv

0

cv

max

m

^θ

4와 같이 벤더엘리먼트 실험과 공진주 시험의 결과로부

(a)

(b)

(c)

Fig. 2. Testing layout: (a) Case 1; (b) Case 2; (c) Case 3. W (m)×L (m)×H (m) = 5.22×5.22×0.9 (F1), 1.0×2.1×0.9 (F2)

터 계산된 G

max

Fig. 5에 일차원 압축실험 시 벤더엘리먼트를 이용하 여 획득한 전단파 속도 주상도와 공진주 시험으로 획득 한 전단파 속도 주상도 및 45g 상태에서 원심모형실험

시 크로스홀 방식 배열의 벤더엘리먼트를 통해 측정된 지반의 전단파 속도 주상도를 비교하였다. 공진주시험 의 경우, 등방의 구속압이 가해지나, 원심모형실험 시 지반의 평균 유효 응력(σ´

m

v

h

(a)

(b)

Fig. 3. Input motion: (a) in time domain; (b) response spectra of input motion

Fig. 4. G

with the mean effective stresses

Fig. 5. Shear wave velocity profiles

( ) (

)

m σ σ σ σ σ

σ′ = ₁′+ ′₂+ ′₃ = ′+2⋅ ′ 3

1 3

1

(

)

= 2 0

3 1

(4)

흙의 자중에 의한 깊이별 수직 응력은 건조 밀도(ρ

d

v

_d

cv

0

cv

(

)

m σ σ σ ρ

σ 1.8

3 8 . 2 1

3

1 ′+ 0⋅ ′ = ′ =

′ =

(5)

h g

d m

ρ

= σ ′ 8 . 1

3

(6)

시료의 깊이가 깊어질수록 시료 내 유효 응력이 증가 하기 때문에 깊이별 전단파 속도는 Fig. 5와 같이 깊이 에 따라 증가하는 경향을 보인다. 지표 하 약 0.7m 깊이 에서 시료의 전단파 속도는 약 140m/s 이며, 45g 조건에 서 측정된 값들의 산술 평균은 약 215.8m/s이다. Fig. 5 와 같이 깊이별로 측정된 전단파 속도와 각 층의 두께를 고려하여 식 (7)에 의해 계산된 지반의 고유 주기(T

G

G

∑

=4ⁱ¹

n S

G i

V i

T D

(7)

여기서, D

i

S

Fig. 5와 같이, 각 Case 별로 45g 가속도 크기의 In- Flight 상태에서 측정된 시료의 깊이별 전단파 속도는 일차원 압축시험 시 벤더엘리먼트와 공진주 시험으로

(a)

(b)

Fig. 6. PGA amplification for Case 1 with increasing bedrock motion:

(a) peak acceleration; (b) normalized peak acceleration

(a)

(b)

Fig. 7. Acceleration-time series for F2: (a) Case 2; (b) Case 3

획득한 전단파 속도와 매우 잘 일치하였다. 따라서, 공 진주시험 또는 벤더엘리먼트로 구한 깊이별 전단파 속 도 예측값은 차 후 수치해석의 입력 물성치 등으로 활용 가능할 것으로 판단된다.

Fig. 6은 서로 다른 7개의 입력 지진파의 수준에 따른 깊이별 최대 가속도(peak acceleration)의 변화를 보여준 다. 입력 지진파의 크기가 증가함에 따라 깊이별 최대 지반 가속도 역시 증가하는 경향을 보였다. 입력 지진파 의 크기가 작은 0.032g 및 0.058g를 제외하고, 모든 경 우 가속도 증폭 현상에 의해 지표면 가속도가 가장 큰 값을 보인다. 또한 지표면으로부터 깊이 약 10m 지점부 터 큰 증폭현상을 보인다(Ha et al., 2014)

4.2 운동학적 상호작용

입력 지진파가 지반을 통해 전파된 후, 자유장 및 기

초 하부에 도달하게 되는데 기초가 매립되어 있을 경우, 운동학적 지반-기초의 상호 작용으로 기초 하부의 운동 과 자유장의 운동이 차이를 보이게 된다. 일반적으로 동 적 해석에서 많은 공학자들이 자유장 운동을 사용하는 데, 실제 구조물에서는 기초 하부 운동을 적용하는 것이 좀 더 현실적이다. 특히 이러한 운동학적 상호 작용은 저주기를 가지는 건물, 크기가 큰 전면 기초의 건물, 그 리고 상대적으로 기초가 깊이 매립되어 있는 경우 더 중요하다.

운동학적 상호작용은 크게 기초 바닥 평균화와 매립 효과의 2가지 메커니즘으로 지반 운동을 변화시킨다.

그러나, 대부분의 원심모형실험의 시료는 현장 상태와 비교하여 훨씬 더 균질하며, 입력파도 수직적으로 전파 되기 때문에 기초 바닥 평균화 효과를 관찰하기 힘든 경우가 많다(Mason et al., 2013).

Fig. 7은 상대적으로 저주기를 가지는 F2 기초의 Case 2와 Case 3의 자유장과 기초 5mm 하부에 설치한 가속

(a) (b)

(c) (d)

Fig. 8. Horizontal pseudo spectral acceleration at various locations for PGA ~0.2 g: (a) in soil for Case 1; (b) at foundations for Case 1; (c) at foundations for Case 2; (d) at foundations for Case 3

도계로부터 획득한 가속도-시간 기록을 비교하였다. 결 과와 같이, 기초 바닥 평균화 효과는 진동수 성분의 변 화로 관찰할 수 있다. 평균화 효과 또는 필터링 효과에 의해서 기초 하부 운동의 경우 자유장 운동에 비하여 고주파수 성분을 적게 포함하고 있다(Mason et al., 2013).

4.3 응답 스팩트럼

동적하중을 받는 강성 k 및 감쇠계수 c를 가지는 스프 링과 댐퍼와 연결된 질량 m으로 구성된 단자유도 시스 템(SDOF, single degree of freedom)의 운동방정식은 식 (8)로 표현된다:

u

u u

u && + 2 ξω & + ω

= − &&

여기서

u&&

u&

한 질량의 상대 속도;

^u

u&& =지반의 가속도; g

ω = k / m

=임계 감쇠율(critical damping) 이다. 가속도 응답 스펙 트럼(S

a

) ( ) ( max ) ( max ) ,

( u t u t u t

S

t

a

ω ξ =

&& = && + &&

) ( max ) ,

(

u t

S

ω ξ =

− ω ⋅

Fig. 8은 Case 1 별 입력 지진파 크기 PGA=～0.2g에 대한 주요 위치에서의 계산된 횡방향 가속도 응답 스펙 트럼을 도시하였다. Fig. 8(a)와 같이 가속도 응답 스펙

(a)

(b)

Fig. 9. Ratio of horizontal response spectrums of the foundations for PGA= ~0.2 g of the input motion: (a) F1; (b) F2

트럼의 크기는 Fig. 6의 결과와 동일하게 가속도 증폭 현상에 의해 지표면으로 가까워 질수록 큰 값을 보였다.

자유장(FF, A14)에서 계산된 가속도 응답 스펙트럼은 지반의 고유 주기(T

G

Fig. 8(b)～(d)는 각 Case 별 기초 F1, F2의 횡방향 응 답 스펙트럼을 지반의 응답스펙트럼을 함께 도시하였 다. Case 1의 경우 기초의 응답 스펙트럼은 전체적으로 자유장의 값과 매우 유사한 형태를 보이나, 두 기초 모 두 응답 스펙트럼의 최대값은 F1 기초의 T

n

찰된다. Fig. 8(b)와 같이 두 기초의 이격 거리가 줄어듦 에 따라, 최대값이 나타나는 주기가 줄어들며, 단주기 운동이 커진다. 두 기초의 무게비는 약 13.5배로 상대적 으로 무게가 작은 F2 기초가 F1의 영향에 의하여 큰 응 답 스펙트럼 값을 보였다. 그러나 두 기초 모두 매립될 경우(Case 3), 두 기초의 응답 스펙트럼은 유사한 경향 을 보였다. 단 원심모형실험 특성 상 각 실험 Case의 입 력 지진파의 PGA 값은 각 실험별로 약간의 차이를 가 진다.

Fig. 9의 결과와 같이, 각 Case별 실험 결과로부터 도 출된 두 기초 F1과 F2의 가속도 스펙트럼의 정량적 특 성을 파악하기 위하여 입력 지진파 PGA=～0.2g 경우의 자유장 응답 스펙트럼과 기초 상부의 응답 스펙트럼의 비(Ratio of Response Spectra, RRS)를 Fig. 9에 도시하 였다.

field Free Foundation

RS RRS RS

−

=

여기서, RS

Foundation

Free-field

Fig. 9와 같이, F1과 F2의 이격거리가 줄어듦에 따라 (즉, Case 1 및 Case 2 비교) RRS의 크기가 커지며, RRS 최댓값의 주기는 줄어든다(즉, 고주파수로 이동). 이는 두 기초의 이격 거리가 줄어듦에 따라 구조물-지반-구 조물 상호작용이 커지기 때문이다. Fig. 9(b)와 같이 F2 의 경우, 두 기초 사이의 거리가 가까워 짐에 따라, F1에 비하여 상대적으로 RRS가 큰 변화를 보이는데 이는 F2 의 질량이 F1에 비하여 상대적으로 작기 때문이다. Case 3와 같이 기초가 지반에 매립되면, 지반의 구속 및 기초 의 강성과 비교하여 상대적으로 지반의 작은 강성 및 높은 감쇠로 인하여 두 기초 모두 RRS의 크기는 크게 줄어든다. 따라서, 기초를 지중에 매립할 경우 매립 효 과로 인하여 기초의 동적 응답 크기를 상대적으로 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

6. 결 론

서로 다른 크기를 가지는 직접기초의 구조물-지반-구 조물 상호작용을 확인하기 위한 원심모형실험 실시하

고 결과를 분석하였다. 다양한 최대가속도의 입력 지진 을 적용하여 주요 위치에서 시간에 따른 수평 및 수직 가속도를 측정하고 이를 분석하였다.

정지토압계수를 고려하여 평균 유효 응력으로 표현 할 경우, 일차원 압축실험 시 벤더엘리먼트로 측정된 결 과로 계산된 G

max

max

자유장에서의 가속도 응답 스펙트럼의 최댓값은 지 반의 고유 주기와 잘 일치하였으며, 기초의 주기에 따른 응답 스펙트럼 역시 지반의 거동에 큰 영향을 받는다.

두 기초의 상대적인 거리가 가까워 짐에 따라 구조물- 지반-구조물 상호작용으로 인하여 RRS의 크기는 커지 며, RRS 최댓값이 발생하는 주기는 감소한다. 기초가 지반에 매립되면, 지반의 구속 및 기초와 비교하여 상대 적으로 지반의 낮은 강성 및 높은 감쇠로 인하여 동일한 이격 거리에서 지표면에 설치된 두 기초의 RRS의 크기 보다 상당히 작은 값을 보인다.

감사의 글

본 연구는 국민안전처장관의 방재안전분야 전문인력 양성사업과 산업통상자원부(MOTIE)와 한국에너지기술 평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구 과제입니다 (No. 20161520101130).

참고문헌 (References)

1. ASTM-D854 (2014), “Standard Test Methods for Specific Gravity of Soils by Water Pycnometer”, Annual Book of ASTM Standards, ASTM.

2. ASTM-D4253 (2006), “Standard Test Methods for Maximum Index Density and Unit Weight of Soils Using a Vibratory Table”, Annual Book of ASTM Standards, ASTM.

3. ASTM-D4254 (2006), “Standard Test Methods for Minimum Index Density and Unit Weight of Soils and Calculation of Relative Density”, Annual Book of ASTM Standards, ASTM.

4. Avilés, J. and Suárez, M. (2002), “Effective Periods and Dampings

of Building-foundation Systems Including Seismic Wave Effects”, Engineering Structures, Vol.24, No.5, pp.553-562.

5. Chopra, A. K. (2007), Dynamics of structures, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.

6. Clouteau, D. and Aubry, D. (2001), “Modifications of the Ground Motion in Dense Urban Areas”, Journal of Computational Acoustics, Vol.9, No.4, pp.1659-1675.

7. Gazetas, G. (1983), “Analysis of Machine Foundation Vibrations:

State of the Art”, International Journal of Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol.2, No.1, pp.2-42.

8. Ha, J. G., Lee, S.-H., Kim, D.-S., and Choo, Y. W. (2014),

“Simulation of Soil-foundation-structure Interaction of Hualien Large- scale Seismic Test Using Dynamic Centrifuge Test”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 61, pp.176-187.

9. Iai, S., Tobita, T., and Nakahara, T. (2005), “Generalised Scaling Relations for Dynamic Centrifuge Tests”, Geotechnique, Vol.55, No.5, pp.355-362.

10. Jaky, J. (1944), “The Coefficient of Earth Pressure at Rest”, J.

for Society of Hungarian Architects and Engineers, Vol.78, No.22, pp.355-358.

11. Kim, D.-S., Kim, N.-R., Choo, Y. W., and Cho, G.-C. (2013), “A Newly Developed State-of-the-art Geotechnical Centrifuge in Korea”, KSCE Journal of Civil Engineering, pp.1-8.

12. Kong, S.-M., Jung, H.-S., and Lee, Y.-J. (2017), “Investigation of Ground behaviour Adjacent to an Embedded Pile According to Various Tunnel Volume Losses”, International Journal of Geo- Engineering, Vol.8, No.1, p.5.

13. Kramer, S. L. (1996), Geotechnical Earthquake Engineering, Premtice Hall, NJ.

14. Lee, T. and Wesley, D. (1973), “Soil-structure Interaction of Nuclear Reactor Structures Considering Through-soil Coupling between Adjacent Structures”, Nuclear Engineering and Design, Vol.24, No.3, pp.

374-387.

15. Mason, H., Trombetta, N., Chen, Z., Bray, J., Hutchinson, T., and Kutter, B. (2013), “Seismic Soil-foundation-structure Interaction Observed in Geotechnical Centrifuge Experiments”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 48, pp.162-174.

16. Michalowski, R. L. (2005), “Coefficient of Earth Pressure at Rest”, Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, Vol.131, No.11, pp.1429-1433.

17. Newmark, N. M. and Hall, W. J. (1973), “Procedures and Criteria for Earthquake-resistant Design”, Proc., Selected Papers By Nathan M. Newmark: Civil Engineering Classics, ASCE, pp.829-872.

18. Parmelee, R. A. (1967), “Building-foundation Interaction Effects”, Journal of the Engineering Mechanics Division, Vol.93, No.2, pp.

131-152.

19. Sarrazin, M. A., Roesset, J. M., and Whitman, R. V. (1972), “Dynamic Soil-structure Interaction”, Journal of the Structural Division, 98 (st 7).

20. Schnabel, P. B., Lysmer, J., and Seed, H. B. (1972), “SHAKE- A Computer Program for Earthquake Response Analysis of Horizontal Layered Sites”.

21. Todorovska, M. (1992), “Effects of the Depth of the Embedment on the System Response During Building-soil Interaction”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol.11, No.2, pp.111-123.

22. Trombetta, N. W., Mason, H. B., Hutchinson, T. C., Zupan, J. D.,

Bray, J. D., and Kutter, B. L. (2013), “Nonlinear Soil-foundation-

structure and Structure-soil-structure Interaction: Centrifuge Test Observations”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol.140, No.5, 04013057.

23. Tsogka, C. and Wirgin, A. (2003), “Simulation of Seismic Response in an Idealized City”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol.23, No.5, pp.391-402.

24. U.S. Nuclear Regulatory Commission (2012), “Standard Review Plan”, 3.7.1 Seismic Design Parameters, U.S. NRC.

25. Wolf, J. P. (1985), Dynamic Soil-Structure Interaction, Prentice- Hall.

26. Zhang, C. and Wolf, J. P. (1998), Dynamic soil-structure interaction:

current research in China and Switzerland, Elsevier.

Received : November 15

, 2017

Revised : December 4

, 2017

Accepted : December 19

, 2017