심층혼합처리지반에 설치된 안벽의 신뢰성해석 (Part I: 개량지반의 외부안정)
Reliability Analysis of a Quay Wall Constructed on the Deep-Cement-Mixed Ground(Part I: External Stability of the Improved Soil System)
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초록
이 논문은 특수기초에 설치된 안벽의 외부 및 내부 안정성에 대한 신뢰성분석을 각각 다룬 2편의 연속논문 중 첫 번째 논문이다. 이 논문에서는 심층혼합처리지반-안벽 시스템의 외부안정성에 대한 정량적 위험도를 평가할 수 있는 실용적인 신뢰성해석기법을 새로이 제안하였다. 제안된 기법은 다양한 설계변수들의 불확실성을 명확하게 고려할 수 있다. 외부안정성에 대한 위험도평가를 위해 개량지반-안벽의 활동, 전도 및 지지력 파괴모드에 대응하는 한계상태함수를 2차 확률변수 개념을 도입하여 명확히 정의하였다. 기본 확률변수와 2차 확률변수로 명확히 표현되는 세 한계상태함수에 대하여 대표적 신뢰성기법인 MVFOSM, FORM 및 MCS를 사용하여 파괴확률을 산정하였다. 해석결과로부터 3가지 방법은 일관된 파괴확률을 제공하고, 지진시 활동 파괴모드가 가장 위험한 파괴모드로 밝혀졌다. 또한 동적토압의 위상차를 고려한 신뢰성해석으로부터 위상차 파라메타의 평균과 분산이 파괴확률에 큰 영향을 미치는 것으로 판명되었다.
Abstract
This is the first of the two papers dealing with reliability analyses for external and internal stability of a quay wall constructed on a special foundation. A new practical reliability analysis method is proposed in this paper to evaluate the quantitative risk associated with external stability of a quay wall constructed on the deep cement mixed ground. The method can consider uncertainties in various design variables. For the risk estimation to external stability of the improved soil-quay wall, three corresponding limit state functions of sliding, overturning and bearing capacity are fully defined by introducing concept of the secondary random variable. Three representative reliability methods, MVFOSM, FORM and MCS are then applied to evaluate the failure probabilities of the three limit state functions explicitly expressed in terms of the basic and secondary random variables. From the reliability analysis results, the failure probabilities obtained from the three approaches are very close to each other, and the sliding failure mode appears to be the most critical when the earthquake loading is under consideration.
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