Development of Site Classification System and Modification of Design Response Spectra considering Geotechnical Site Characteristics in Korea (II) - Development of Site Classification System

In the companion paper (I-Problem Statements of the Current Seismic Design Code), the current Korean seismic design code is required to be modified considering site characteristics in Korea for the reliable estimation of site amplification. In this paper, three site classification methods based on the mean shear wave velocity of the top 30m $V_{S30}$, fundamental site periods $(T_G)$ and bedrock depth were investigated and compared with each other to determine the best classification system. Not enough of a difference in the standard deviation of site coefficients $(F_a\;and\;F_v)$ to determine the best system, and neither is the difference between the average spectral accelerations and the design response spectrum of each system. However, the amplification range of RRS values based on $T_G$ were definitely concentrated on a narrow band than other classification system. It means that sites which have a similar behavior during earthquake will be classified as the same site category at the site classification system based on $T_G$. The regression curves between site coefficients and $T_G$ described the effect of soil non linearity well as the rock shaking intensity increases than the current method based on $V_{S30}$. Furthermore, it is unambiguous to determine sue category based on $T_G$ when the site investigation is performed to shallower depth less than 30m, whereas the current $V_{S30}$ is usually calculated fallaciously by extrapolating the $V_s$ of bedrock to 30m. From the results of this study, new site classification system based on $T_G$ was recommended for legions of shallow bedrock depth in Korea.

국내 지반특성에 적합한 지반분류 방법 및 설계응답스펙트럼 개선에 대한 연구 (II) - 지반분류 개선방법

동반논문 (I)에서는 국내 지반특성에 적합하도록 국내 내진설계기준이 개선되어야 한다는 결론을 얻었다. 본 논문에서는 우수한 지반분류 방법을 찾기 위하여 상부 토층 30m의 평균 전단파속도$(V_{S30})$, 지반의 고유주기$(T_G)$ 및 기반암 깊이를 이용한 지반분류 방법에 대하여 심도있게 검토하였다. 증폭계수$(F_a,\;F_v)$의 표준편차, 해석결과의 평균 스펙트럼 가속도와 재산정된 응답스펙트럼을 비교한 결과 각각의 방법에서 큰 차이가 발생하지 않아 특정한 방법이 우수하다고 판단하기 힘들었다. 그러나, $T_G$를 이용한 방법에서 RRS 값의 증폭구간이 좁은 구간에 집중되는 경향을 보여 지진시 유사한 거동특성을 나타내는 지반을 같은 지반그룹으로 분류할 수 있는 장점이 있었다. 또한, 증폭계수와 $T_G$의 상관관계를 나타내는 추세선의 경우, $V_{S30}$ 방법 보다 입력 가속도의 증가에 따른 지반의 비선형성 효과를 더욱 명확하게 나타낼 수 있었다. 마지막으로, $V_{S30}$을 이용하여 지반을 분류할 경우 기반암이 30m 보다 얕은 곳에 존재하는 경우에도 무조건 심도 30m까지 기반암의 전단파속도를 가정하여 계산해야 하나, $T_G$를 이용할 경우 이러한 불확실성을 제거할 수 있어 우수한 방법으로 판단된다. 본 논문에서는 지반의 고유주기를 이용한 방법을 기반암 깊이가 얕은 국내지반특성에 적합한 지반분류 방법으로 제안하였다.