한국지반공학회논문집 (Journal of the Korean Geotechnical Society)

한국지반공학회 (Korean Geotechnical Society)
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HWAW(Harmonic Wavelet Analysis of Wave)방법을 이용한 표면파 모드 분산곡선의 결정

Determination of Mode Dispersion Curves of Surface Wave Using HWAW Method

  • 발행 : 2006.12.31
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초록

공학적 물성치로서의 저변형율에서의 전단탄성계수의 결정은 다양한 토목분야에서 매우 중요하다. 이러한 지반의 전단 파탄성계수 주상도는 비파괴 탄성파 실험을 통하여 결정될 수 있다. 비파괴 탄성파 실험은 대상지반의 분산곡선을 결정하고, 결정된 분산곡선에 대한 역산을 수행하여 대상지반의 전단파탄성계수 주상도를 결정한다. 이러한 비파괴 탄성파 실험은 결정되는 분산곡선의 종류에 따라 크게 두가지로 구분할 수 있다. 첫번째는 겉보기 속도 분산곡선을 사용하는 방법과, 두번째는 모드 분산곡선을 사용하는 방법이다. 모드 분산곡선을 결정, 역산에 사용하는 방법의 경우, 계산 시간의 감소와 역산의 모호성을 감소시킬 수 있다. 모드 분산곡선을 결정하기 위해서는 다수의 감지기를 사용하는 다채널 표면파 실험을 통해서만 가능하다. 이러한 다수 감지기의 필요성은 현장에서의 실제 적용에 있어 실용성을 떨어뜨릴 수 있다. 본 논문에서는 HWAW방법을 표면파 모드 분해 및 모드 분산곡선 결정에 적용하였다. 제안된 방법은 $1{\sim}3m$의 감지기 간격을 가지는 2개의 감지기를 사용하는 짧은 실험구성을 사용하여 대상지반의 모드 분산곡선을 결정한다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 수치 모의 실험과 현장실험을 수행하였으며, 이를 통하여 제안된 방법의 타당성을 확인할 수 있었다.

The evaluation of shear modulus is very important in various fields of civil engineering. Non-destructive seismic methods can be used to determine shear wave velocity ($V_s$) profile. Non-destructive seismic methods geneally consist of three steps: field testing, evaluation of dispersion curve, and determination of Vs profile by inversion process. Non-destructive seismic methods can be divided into two categories according to the number of receivers used for data reduction: two-channel tests and multi-channel tests. Two channel tests use apparent velocity dispersion curve and multi-channel tests use mode dispersion curves. Multi-channel tests using mode dispersion curve can reduce calculation time to determine soil profile and uncertainties in inversion process. So far, only multi-channel tests can determine mode dispersion curves but multi-channel test needs many receivers to determine reasonable mode dispersion curves. In this paper, HWAW (Harmonic Wavelet Analysis of Wave) method is applied to determine mode dispersion curves. HWAW method uses short test setup which consists of two receivers with a spacing of 1 to 3 m. Through numerical simulations and field application, it is shown that HWAW can determine resonable mode disperson curves.

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참고문헌

  1. 박형춘, 김동수 (2004a), 'HWAW(Harmonic Wavelet Analysis of Wave)방법을 이용한 새로운 탄성파 지반조사기법의 개발(I) 분산곡선의 결정' 대한토목학회 논문집, Vol.24, NO.2C
  2. 박형춘, 김동수 (2004b), 'HWAW(Harmonic Wavelet Analysis of Wave)방법을 이용한 새로운 탄성파 지반조사기법의 개발(II) 실험구성 및 역산과정', 대한토목학회 논문집, Vol.24, No.2C
  3. 박형춘, 김동수, 이병식 (2004), 'HWAW Harmonic Wavelet Analysis of Wave)방법을 이용한 새로운 탄성파 지반조사기법의 현장 적용' 한국지반공학회 논문집, 제20권, 6호, pp.1-9
  4. Kausel, E. and Roesset, J.M. (1981), 'Stiffness matrices for layered soils', Bull Seismological Soc of Am, Vol.71 , pp.1743-1761
  5. Kausel, E. and Peek, R. (1982), 'Dynamic loads in the interior of a layered stratum: An explicit solution', Bull Seismological Soc of Am, Vol. 72, No.5, pp.1459-1481
  6. Nazarian, S. and Stokoe, K.H. (1984), 'In situ shear wave velocities from spectral analysis of surface wave', Proc. 8th Conf On Earthquake Eng. S.Francisco, pp.31-38
  7. Newland, D.E. (1999), 'Ridge and phase identification in the frequency analysis of transient signal by harmonic wavelet', J Vib And Acoustics, Vol.121, pp.149-155
  8. Gabriels, P., Snider, R. and Nolet, G. (1987), 'In situ measurements of shear wave velocity in sediments with higher-mode Rayleigh waves', Geophysical Prospecting, Vol.35, pp.187-196 https://doi.org/10.1111/j.1365-2478.1987.tb00812.x
  9. George, A. McMechan., Mathew, J. Yedlin. (1981), 'Analysis of dispersive waves by wave field transformation', Geophysics, Vol.46, No.6, pp.869-874 https://doi.org/10.1190/1.1441225
  10. Park, H.C. and Kim, D.S. (2001), 'Evaluation of the dispersive phase and group velocities using harmonic wavelet transform', NDT&E Int., Vol.34, pp.457-467 https://doi.org/10.1016/S0963-8695(00)00076-1