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[YouTube Shorts] Manual; 사용법

Shear Wave Velocity (Vs) Calculator (전단파속도 계산기)


Calculation Result (계산 결과)

Reference (참고 자료)



기존 시설물(교량) 내진성능 평가요령, 국토안전관리원, 2019

부록 A. 내진설계기준 공통적용사항(2017)
붙임 A.1 지반분류(S1, S2, S3, S4, S5, S6)

□ 지반분류 절차
다. 표준관입시험 관입저항치의 전단파속도로의 변환
표준관입시험 관입저항치(SPT-N치)를 전단파속도로 변환할 수 있다. 변환에는 국내 지반에 대해 제안된 상관관계식(Sun et al., 2013* 등)을 활용할 수 있다. 표준관입시험 시 단단한 암질에 도달하여 항타수가 50에 이르러도 30cm 깊이를 관입하지 못할 경우 50타수 이상의 N값은 선형적인 비례관계를 토대로 30cm 두께 관입 시 N값으로 환산한다. 이때 환산 N치의 최대값은 300이다.

* Sun, C. G., Cho, C. S., Son, M., & Shin, J. S. (2013). Correlations between shear wave velocity and in-situ penetration test results for Korean soil deposits. Pure and Applied Geophysics, 170(3), 271-281.

Vs vs N

Table 1. Correlation between shear wave velocity and measured N value in Korea (Sun et al., 2013)
Geology(지질학적 유형) Soil type(토질 유형) Correlations(상관관계) r²(결정계수)
Alluvial soil Gravel VS = 78.63 N0.361 0.331
Sand and silt VS = 82.01 N0.319 0.339
Weathered residual soil Sand VS = 75.76 N0.371 0.282
Weathered rock Sand VS = 107.94 N0.418 0.220
All soils — VS = 65.64 N0.407 0.558


r2 (결정계수, coefficient of determination)

참조: 김두기, 구조동역학: 4장 랜덤진동, 2021

r^2

{Q} VS = 668.89 m/s가 최댓값인데, VS = 760 m/s을 넘지 못하는가요?

▪ 계산 수식의 구조

이 계산은 다음의 경험식을 사용합니다.

\[ V_S = 65.64 · N^0.407 \]

또한 N값이 50 이상이고, 관입 깊이가 30cm 미만일 경우 보정된 N값을 다음과 같이 제한합니다.

\[ 보정된 N = 50 + ( \frac{50}{관입깊이} ) · (30 - 관입깊이) \quad ≤ 300 \]

▪ 최대 VS의 한계

위 수식에서 N값의 최댓값은 300으로 제한되어 있으므로, 이 수식으로 구할 수 있는 VS의 최댓값은 다음과 같습니다.

\[ V_S = 65.64 · 300^0.407 ≈ 668.89 m/s \]

즉, 아무리 입력 값을 바꾸더라도 VS는 668.89 m/s를 넘지 않도록 코드 상에서 제한되어 있습니다.

▪ 왜 760 m/s는 안 되나요?

760 m/s는 내진분류에서 암반에 해당하는 경곗값입니다.

하지만 이 계산식은 Sun et al., 2013 논문 기반의 경험식을 따르고 있으며, 이 경험식은 암반이 아닌 일반 지반 자료에 근거하고 있어서 그 자체로 760 m/s를 넘을 수 없습니다.

실제 탄성파 시험으로 측정된 VS가 있어야 760 m/s를 넘는 값을 사용할 수 있습니다.



KDS 17 10 00 내진설계일반, 2024

4.2.1 지반운동
4.2.1.2 지반의 분류

(2) S2 ~ S6 지반의 평균전단파속도(Vs,soil)는 탄성파시험 결과가 있을 경우 이를 우선적으로 적용한다. 이때, 탄성파시험은 시추조사를 바탕으로 가장 불리한 시추공에서 수행하는 것을 원칙으로 한다.