안벽구조물의 신뢰성 해석

Abstract

본 논문에서는 안벽구조물에 대한 지지력, 전도 및 활동에 대한 파괴모드별 수준 I, II & III의 신뢰성 해석을 수행하였다. 파괴모드에 따른 적절한 설계기법을 적용하여 민감도 분석을 실시하고 케이슨식 안벽 설계시 확률변수가 신뢰지수에 미치는 영향을 분석하였다. 신뢰지수 산정결과, 최대위험시의 사례연구 I의 경우, Level II와 III 방법 모두 1.416, 사례 II의 경우, 각각 2.201과 1.880로써 Level II (FORM) 및 Level III의 시뮬레이션 방법이 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 대체로 케이슨식 안벽은 주요 파괴모드중 지지력과 활동에 대한 파괴확률이 비교적 크고 전도에 대한 파괴확률이 가장 낮은 것으로 나타났다. 민감도 분석 결과, 신뢰지수에 가장 큰 영향을 미치는 확률변수는 활동, 전도 및 지지력 파괴모드에서 각각 마찰계수, 잔류수압 및 저항모멘트로 나타났다. 특히, 지진시 변동계수가 큰 관성력 및 동수압은 민감도 변화가 크지 않아 변동계수와 민감도에 관련된 기존의 연구와 유사한 결과를 얻었다.

Reliability analyses of Level I, II and III for bearing capacity, overturning and sliding of quaywall are carried out to investigate their safety levels depending upon its failure modes, and sensitivity analyses of each design variable are performed to find their effects on safety levels of quaywall. Reliability indices was 1.416 for both level II and III for case study I, and with 2.201 and 1.880, respectively, for the case study II at the critical loading conditions. Thus we were able to know that Level II (FORM) approach is good enough to use in practical design. Generally, it was found that probabilities of failure of quaywall were higher for sliding and bearing capacity failure modes and lower for overturning failure mode. From sensitivity analyses, the most influential design variables to reliability index of quaywall were coefficient of friction, residual water pressure and resistance moment for the sliding, overturning and bearing capacity failure modes, respectively. Especially, the sensitivity of reliability index due to inertial force and dynamic water pressures, which include a large COV when earthquake occurs, did not change greatly.