Abstract
Rigid soil containers (or rigid boxes) are often used for 1g shaking table tests. The rigid boxes, however, do not accurately simulate the amplification of ground acceleration and phase difference of seismic motion in the model ground due to the confinement of shear deformation and the reflection of seismic wave at the box walls. Laminar soil containers (or laminar shear boxes) can simulate the free field motion at convincingly superior accuracy than the rigid ones. In this study, the soft ground is modeled for both types of boxes and is subjected to seismic loading using a 1g shaking table. The comparison of the results using the two types of soil containers illustrates that, in case of the rigid box, the ground acceleration shows non uniform distribution and the phase synchronization of input motion. Whereas, the dynamic behavior of the laminar shear box shows good agreement with the free field behaviors such as the amplification of ground acceleration and the occurrence of phase difference.
1g 진동대 실험을 수행할 때, 양 벽면이 고정되어 있는 강성토조를 시용하기도 한다. 1g 진동대 실험에 강성토조를 사용하는 경우 양 쪽 벽면에서 파동이 반사가 되고 모형지반의 동적 전단 변형이 구속되어 위상차 및 가속도 증폭이 제대로 발생하지 않는 문제가 생긴다. 반면 토조를 얇은 층(Laminate)으로 구성하고 각 층 사이의 수평거동을 허용해 주는 특수형태의 토조(층 분할 토조, Laminar Shear Box)를 사용하면 이와 같은 문제를 상당부분 해결할 수 있다. 본 연구에서는 1g 진동대 실험을 통하여 경계 조건이 서로 다른 두 종류의 토조(강성토조; Rigid Box or Rigid container, 층 분할 토조; Laminar Shear Box or Laminar container)에 동적 특성이 동일한 연약한 모형 점토 지반을 조성하여 그 거동의 차이들을 정량적으로 분석하였다. 그 결과, 강성토조는 벽면의 강성으로 인해 지반내의 위상차가 적게 발생하였으며, 가속도 증폭 양상은 자유장 거동과 많이 다른 결과를 보였다. 이와 달리 층 분할 토조는 지반의 전단변위를 구속하지 않고 실제지반에서 발생하는 지반 내 위상차 및 가속도 증폭 현상을 상대적으로 잘 재현하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 층 분할 토조(Laminar shear box)는 강성토조(Rigid Box)와 비교할 때 자유장 지반의 동적거동을 더 정확히 재현해 주는 것을 실험결과를 통해 분석할 수 있었다.
