• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.19-24
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• 2011

선행연구에서 국내의 대표적인 매립지인 새만금 방조제 지역을 대상으로 액상화 평가방법에 따른 액상화 발생 가능성을 예측되었다. 또한 검토대상 지역의 깊이 10m 이내에 기초 또는 지중구조물이 구축될 경우 액상화에 따른 피해가 예상되었고, 향후 기초 또는 구조물 설치 위치에 따른 세밀한 검토가 필요한 것으로 판단되었다. 이 연구에서는 실제 여러 지역에서의 다양한 지진피해사례를 토대로 액상화가 근입깊이에 따른 기초에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 이 검토를 통해 새만금 지역에서 향후 구조물 기초 설계시 액상화 영향의 고려방안을 제시하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제25권1호
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• pp.27-41
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• 2023

This study focused on nonlinear effective stress site response analysis using two coupled constitutive models, that is, the DM model (Dafalias and Manzari 2004), which incorporated a simple plasticity sand model accounting for fabric change effects, and the PMDY03 model (Khosravifar et al. 2018), that is, a 3D model for earthquake-induced liquefaction triggering and postliquefaction response. A detailed parametric study was conducted to validate the effectiveness of nonlinear site response analysis and porewater pressure (PWP) generation through a true coupled formulation for assessing the initiation of liquefaction at ground level. The coupled models demonstrated accurate prediction of liquefaction triggering, which was in line with established empirical liquefaction triggering relations in published databases. Several limitations were identified in the evaluation of liquefaction using the cyclic stress method, despite its widespread implementation for calculating liquefaction triggering. Variations in shear stiffness, represented by changes in shear wave velocity (Vs1), exerted the most significant influence on site response. The study further indicated that substantial differences in response spectra between nonlinear total stress and nonlinear effective stress analyses primarily occurred when liquefaction was triggered or on the verge of being triggered, as shown by excess PWP ratios approaching unity. These differences diminished when liquefaction occurred towards the later stages of intense shaking. The soil response was predominantly influenced by the higher stiffness values present prior to liquefaction. A key contribution of this study was to validate the criteria used to assess the triggering of level-ground liquefaction using true coupled effective-stress constitutive models, while also confirming the reliability of numerical approximations including the PDMY03 and DM models. These models effectively captured the principal characteristics of liquefaction observed in field tests and laboratory experiments.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.35-46
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• 2020

액상화 구성모델의 입력변수는 실내외 실험 등을 통해 지반 및 하중 조건에 적합한 값을 결정하는 것이 중요하지만, 설계 실무에서는 시험수행의 어려움 등으로 입력변수의 결정 및 해석결과의 검증이 어려웠다. 본 연구에서는 반복 직접전단시험에 대한 수치모델링을 수행하여 액상화 구성모델 중 Finn 모델과 PM4Sand 모델의 적용성을 분석하였다. 그 결과, Finn 모델은 과잉간극수압의 최대값 도달시점은 모사할 수 있었지만 항복 이후의 과잉간극수압 응답 및 응력-변형률 거동을 모사하는데 한계가 있었다. 이에 반해, PM4Sand 모델은 액상화 도달시점 및 및 액상화 이후의 응력-변형률 거동을 잘 모사할 수 있었다. 최종적으로, 설계조건에 맞는 액상화 저항전단응력비 CRR을 모사할 수 있는 액상화 모델의 입력변수 산정절차를 제안하고 PM4Sand 모델의 입력변수를 산정하는 간편식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.107-116
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• 2021

본 연구에서는 2017년 포항지진 시 액상화 현상이 목격된 포항시 송림공원에서 불교란 시료를 채취하여 액상화 실내실험을 수행하였다. 채취한 불교란시료는 현장에서 동결시킴으로써 이동 및 보관, 그리고 실내실험 시 발생할 수 있는 교란을 최소화 하는 방법을 적용하였다. 동결 보관한 불교란시료를 활용하여 반복삼축압축실험을 통해 액상화저항강도를 산출하였다. 그 결과 심도 8.0~8.8m 및 11.0~11.8m에서 채취한 시료는 유사한 액상화 저항강도를 나타냈으며, 간편법을 통해 산출한 액상화저항강도와 비교하여 0.04~0.07가량 큰 값을 나타냈다. 이는 연대효과 및 간편법의 경우 안전측 설계를 위하여 하한선을 채택하고 있기 때문으로 판단된다. 이를 통해 불교란 시료를 활용할 경우 경제적설계에 기여할 수 있을 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.313-322
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• 2006

지반 액상화는 대표적인 지진 피해의 한 형태로 이 연구에서는 이러한 지반 액상화 가능성 평가를 위한 확률적 접근 방법을 제시하였다. 일정한 사용기간 동안의 지진에 의한 액상화 발생확률을 구하기 위하여 액상화 취약도와 지진재해도를 결합하여 액상화 위험도를 산정할 수 있도록 하였다. 현재 국내에서는 결정론적인 방법이 많이 이용되고 있으나, 이러한 방법은 지반 물성치에 포함되어 있는 많은 불확실성을 합리적으로 다루기 어려운 단점이 있다. 두 가지 형태의 확률적 접근 방법을 제시하였는데, 첫번째는 설계지진에 대한 확률적 신뢰도 해석 방법이고, 두번째는 주어진 지반조건에 대하여 일정한 사용기간 동안 액상화가 발생할 수 있는 가능성을 평가한 위험도 해석 방법이다. 기존의 결정론적 방법과 확률적 방법에 의하여 매립지반의 액상화를 평가하였으며, 위험도 해석에 의한 액상화 가능성 평가기법을 지속적으로 적용하고, 설계기준이 제시된다면 보다 합리적이고, 정량적인 지반 액상화 가능성 평가기법이 될 수 있음을 검증하였다.

• 한국농공학회지
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• 제33권3호
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• pp.51-62
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• 1991

A comprehensive laboratory investigation of the liquefaction characteristics of Jumunjin standard sand. Seoul sand and Hongsung sand was peformed by the undrained cyclic triaxial compression test under different relative densities, confining pressures and cyclic deviator stresses. The results obtained are as follows ; 1. Liquefaction potential was dominated by the stress ratio at a given number of cycle. That is, the number of cycle required to cause initial liquefaction became samller as the stress ratio increased. 2. Liquefaction potential of a sand was infliuenced by initial relative density or void ratio. Under a given relative density. liquefaction potential of Jumunjin standard sand and Seoul sand was smaller than that of Hongsung sand. 3. The pore pressure ratio of Hongsung sand was the smallest three under a given relative density and stress ratio, and it showed higher value when the cyclic stress and the shear strain were high. 4. An excessive pore pressure ratio not found when initial shear was smaller than 0.01%, and the pore pressure ratio started to increase when initial shear became greater than 0.01%. 5. Soil texture is an important factor to cause liquefaction, and liquefaction potential decreased a the mean grain size decreased. however the sand having fine grain such as Hongsung sand showed somewhat higher liquefaction potential. 6. Based on the analysis of the specimens whose number of the cycles to cause liquefaction was 8~12, it was found that the relationship between density and stress ratio was linear. The curves for Hongsung sand was steeper than the other. 7. From the above results and the method suggested by Seed-Idriss, it may be considered that the damages by Hongsung earthquake was not directly caused by liquefaction.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.67-74
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• 2002

An experimental assessment on the dynamic behavior of saturated sand which can consider the irregular characteristics of earthquakes was proposed. The equivalent uniform stress concept presented by Seed and Idriss has been applied to evaluate the liquefaction resistance strength to simplify earthquake loading. However, it was known that the liquefaction resistance strength of soil based on the equivalent uniform stress concept can't exactly mirror the dynamic characteristics of the irregular earthquake motion. In this study, estimation of the criterion of the liquefaction resistance strength was determined by applying real earthquake loading to the cyclic triaxial test. From the test results, relationships between excess pore water pressure and the earthquake characteristics such as magnitude or duration were determined. Magnitude scaling factors to determine the soil liquefaction resistance strength in seismic design were also proposed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권2호
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• pp.145-156
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• 2019

Since behaviors of loose, dense, silty sands vary under seismic loading, understanding the liquefaction mechanism of sandy soils continues to be an important challenges of geotechnical earthquake engineering. In this study, 36 deformation controlled cyclic simple shear tests were performed and the liquefaction potential of the sands was investigated using three different relative densities (40, 55, 70%), four different effective stresses (25, 50, 100, 150 kPa) and three different shear strain amplitudes (2, 3.5, 5%) by using energy based approach. Experiments revealed the relationship between per unit volume dissipated energy with effective stress, relative density and shear strain. The dissipate energy per unit volume was much less affected by shear strain than effective stress and relative density. In other words, the dissipated energy is strongly dependent on relative density and effective stress. These results show that the dissipated energy per unit volume is very useful and may contain the non-uniform loading conditions of the earthquake spectrum. When multiple regression analysis is performed on experiment results, a relationship is proposed that gives liquefaction energy of sandy soils depending on relative density and effective stress parameters.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권8호
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• pp.37-49
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• 2018

지진에 의해 액상화 현상이 발생하면 지반의 침하 혹은 측방유동으로 지중 및 상부 구조물의 손상을 유발하기 때문에 이를 사전에 예측 대비하는 것이 매우 중요하다. 2017년 11월 15일에 발생한 $M_L=5.4$의 포항지진은 국내지진 관측이래 액상화 피해사례가 처음으로 접수되었으며 연구자들이 이에 대한 분석을 수행 중이다. 2018년 춘계 한국지진공학회에서 발표된 포항지역의 액상화 위험지도의 경우 지반조사 결과만을 활용하여 LPI(Liquefaction Potential Index)를 계산하고 대상지역의 피해를 추정하였다. 이때 보고된 결과에 따르면 포항지역이 전반적으로 액상화에 취약하며 상대적으로 위험해 보이는 지역은 실제 피해가 발생했던 지역과 유사하였다. 하지만 액상화 위험도는 실제 발생한 피해보다 과대 예측하였기에 액상화 피해수준 범위에 문제점이 제기되었다. 따라서 본 연구에서는 액상화 현상이 관측된 구간에서 1차원 지반응답해석을 수행하여 액상화 발생가능성을 분석하였다. 그 결과 지반분류에 따른 평가로부터 얻어진 LPI는 액상화 위험지도를 작성 시에 과대예측 할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.307-317
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• 1999

본 연구에서는 기존의 액상화 평가방법과 국내의 지진규모(M=6.5)를 고려한 수정 상세예측법을 비교 분석하였다. 액상화 발생 가능성은 흙의 액상화 저항강도와 지진에 의해 토층내에 유발되는 전단응력을 비교하여 평가하였다. 지진에 의한 전단응력은 지진응답해석을 이용하여 산정하며 흙의 액상화 저항강도는 진동삼축시험결과를 이용하여 산정한다. 진동삼축시험은 상대밀도(50%, 60%, 70%)와 초기유효구속압(70kPa, 100kPa, 150kPa) 그리고 세립분함유량(10%, 20%, 30%)을 변화시키며 시료를 재성형하여 수행하였다. 기존의 액상화 평가방법과 수정 상세 예측법 결과를 비교해 볼 때, 수정 상세 예측법은 연약한 사질토지반$(FS \leq1.5)$에서 액상화 안전율을 기존 평가방법에 비하여 크게 산정하는 것으로 나타났다. 본 연구결과를 토대로 액상화 발생가능성 판정시, 진동삼축시험에 기초한 수정 상세 예측법을 이용하도록 제안하였다. 또한 국내 발생 지진규모 6.5를 고려한 수정 상세 예측법에서의 액상화가 발생할 수 있는 최대심도는 약 15m인 것으로 나타났다.