시간단계에 따른 Simplified Rayleigh Formulation을 사용한 Auto-Adjusting Damper 지반응답해석기법

Abstract

1차원 지반응답해석은 주파수영역과 시간영역의 지반응답해석기법이 대표적이다. 주파수영역에서의 해석기법의 경우 사용의 편리성으로 인하여 널리 사용하고 있지만, 실제 지반의 비선형거동을 모사하기 위해서는 시간영역에서의 지반응답해석기법을 사용해야한다. 시간영역에서 점성 매트릭스는 Rayleigh Formulation을 통하여 정의된다(Rayleigh and Lindsay, 1945). 지반의 한 개 모드를 사용할 경우 점성 매트릭스를 Simplified Rayleigh formulation(SF)이라고 부르며, 두 개의 모드를 정의할 경우를 Full Rayleigh formulation(RF)이라고 한다. 모드의 선택은 시행-오차법을 통해 이상적인 조합을 얻을 수 있다. 이 시행-오차법은 지반과 입력지진파에 따라 해석자별로 모드선택이 크게 달라질 수가 있다. 또한 지반의 응답에도 크게 차이가 날 수 있다. 본 연구에서는 입력지지파의 시간단계에 따른 주파수를 계산하여 이를 지반의 점성매트릭스에 SF를 대한 선택모드로 하여, 시간단계별로 지반의 점성감쇠를 주파수에 독립적으로 만들어 지반응답해석을 수행하는 Auto-adjusting damper 해석기법을 연구하였다. 주파수영역과 시간영역의 선형해석결과와 비교를 통해, 해석기법에 대한 검증을 실시하였다. 그 결과, 각 시간단계에 따라 점성감쇠의 영향을 최소화할 수 있었으며, 지반의 모드 선택에 따른 시행-오차법이 필요가 없기 때문에 시간영역에서의 지반응답해석의 수행에 있어서 사용자에게 상당한 편리성을 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.; One dimensional site response analysis is widely used in estimating local seismic site effects. The small strain damping is independent in a frequency domain analysis. In a time domain site response analysis, it is modeled as viscous damping through use of various forms of Rayleigh damping formulations. The viscous damping is frequency dependent in a time domain analysis. This paper highlights a time domain analysis applied Simplified Rayleigh Formulation on a time step. Using a frequency calculated on a time step, The viscous damping is frequency independent. This paper performs a series of linear site response analyses at soil profiles. Results are further compared to linear analyses in a frequency domain and a time domain using Full Rayleigh formulation.