모형의 모형화 기법을 이용한 1g 진동대 실험을 위한 상사법칙의 유효성 검증

Abstract

지반-유체-구조물 시스템에 대한 1g 진동대 실험을 위한 상사법칙의 유효성을 검증하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 크기가 서로 다른 3가지의 모형에 대한 실험결과 분석에는 Iai가 제안한 상사법칙뿐만 아니라 과잉간극수압 발생을 위한 정상상태개념도 적용하여 각 크기의 모형이 예측하는 안벽시스템의 거동을 서로 비교하였다. 그 결과, 가속도와 과잉간극수압, 그리고 변위 응답의 경우, 가장 작은 모형벽체와 가장 큰 모형벽체는 비슷한 값을 예측한 반면, 중간크기의 모형벽체는 공진현상으로 인해 엉뚱하게 큰 값을 예측하였다. 또한 벽체의 수직침하와 회전각은 모형의 크기와 관계없이 모형벽체시스템의 크기가 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다.

A series of shaking table model tests were performed to verify the validity of similitude law, which is suggested by Iai (1989) to simulate the dynamic behavior of soil-fluid-structure system for 1g shaking table tests. In the tests, the similitude law suggested by Iai was applied to determine the length and the time scaling factors. Also, the steady state concept was used in determining the density of model backfill soil, which is a key factor in simulating the development of excess pore pressure during shaking. The similitude law was verified by checking whether three different sizes of quay walls show the identical behavior or not. The similar responses of acceleration, excess pore pressure and horizontal displacement of walls were obtained for the small and large models. However, the medium model showed larger responses than those of the small and large models because of the resonance between the frequency of input acceleration and the natural frequency of the wall system. In addition, the vertical displacement and rotational angle of the walls became larger with the increase of model size.