불규칙한 다층 물성을 가지는 지반의 지진 응답 해석
Earthquake Response Analysis considering Irregular Soil Layers
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초록
엄밀한 지반-구조물 상호작용 해석을 위해서는 지반에 대한 묘사가 적절히 이루어져야 한다. 그러나 물성이 불연속적이거나 지층의 모양이 복잡할 때에는 유한요소망을 구성하는 것이 어려운데, 그 이유는 유한요소망이 지층의 모양을 정확히 나타내어야하기 때문이다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 본 연구에서는 지층의 불연속선을 따라 요소를 재배열하지 않고 엄밀하게 수치적분이 가능한 방법을 채용하였다. 그 결과로 정렬된 요소망을 그대로 이용하게 되어 강성행렬의 성질이 좋아지며, 해석 또한 신뢰성이 높아지게 되었다. 이 해석 방법을 이용하여 지진응답에 미치는 지층의 영향을 조사하였으며, 결과적으로 복잡하고 불연속적인 물성을 가지는 지층으로 이루어진 지반과 구조물의 상호작용을 해석하는 데에 쉽게 이용될 수 있음을 보였다.
Abstract
Precise analysis of soil-structure interaction requires a proper description of soil profile. However, such approach becomes generally nearly unpractical for soil exhibiting material discontinuity and complex geometry since meshes should match that material discontinuity line. To overcome these difficulties, a different numerical integration method is adopted in this paper, which enables to integrate easily over an element with material discontinuity without regenerating mesh following the discontinuity line. As a result the mesh is highly structured, leading to very regular stiffness matrix. The influence of the shape of soil profile on the response is examined and it is seen that the proposed soil-structure analysis method can be easily used on soil-structure interaction problems with complicated soil profile and produce reliable results regardless of material discontinuities.
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