지진토압

지진토압의 정의

지진토압은 지진 시 지반의 움직임으로 지하 벽체에 추가로 작용하는 흙의 횡방향 압력이다.

평상시에는 흙의 자중과 정지토압만 벽에 작용한다.

지진 때는 지반이 변형한 만큼 벽에 추가 압력이 생기며, 이것이 지진토압이다.

해석법 선택

지중 벽체처럼 지반변위가 지배적인 구조물에는 응답변위법을 적용한다.

지반변위 영향이 작은 구조물은 등가정적법으로 검토한다.

기초 내진 설계기준 4.5(7)이 이 적용 방식을 규정한다.

단일코사인법 변위

단일코사인법은 지반변위 분포를 코사인 함수 하나로 가정한다.

심도별 변위는 코사인 형상을 따라 지표에서 가장 크고 아래로 줄어든다.

z는 지표에서 잰 심도, H는 토층 두께다. 두 값을 식에 그대로 대입한다.

계산 예제

H가 6 m인 구간에서 심도별 형상 비율을 계산해 보자.

지표 z=0은 cos 0이라 1.000이다. 심도 3 m는 cos(π/4)라 0.707이다.

심도 6 m는 cos(π/2)라 0이다. 그래서 변위는 바닥에서 0이 된다.

문제에서 층이 나뉘면 층마다 H를 따로 넣어 계산한다.

두 해석법 비교

등가정적법과 응답변위법은 지반변위를 다루는 방식에서 차이가 난다.

등가정적법은 지반변위 효과를 계수로 뭉뚱그려 반영한다.

응답변위법은 지반변위를 직접 입력하므로 거동을 더 잘 설명한다.

흔한 실수와 정리

정답은 응답변위법이다. 지중 벽체는 지반변위가 지배적이기 때문이다.

흔한 실수는 기준면과 심도 기준을 혼동하는 것이다. 심도는 지표면에서 잰다.

평균 전단파속도는 산술평균이 아니라 층 두께 가중평균으로 구한다.

시험에서는 기준면, 등가정적법, 응답변위법의 적용 순서를 자주 묻는다.

정리하면 지진토압은 지반변위와 지반반력계수로 구해 정적토압과 합친다.