1. 서 론
사면 지반은 지진 발생 시 진동에 의해 다양한 거동을 보이며, 특히 지반의 비선형성, 사면 형상, 입력 진동 특성 등 다양한 요소에 의해 붕괴 시점이 좌우된다(Keefer, 2002). 하지만 기존에 사면 내진설계를 위해서 일반적으로 수행된 유사 정적 해석에 근거한 한계 평형 해석과 같은 간단한 이론 해석으로는 실제 현장 조건을 완벽히 재현하거나 사면의 국부 거동을 정밀하게 관측하는 데 한계가 존재한다(Ahn, 2008). 많은 연구자들이 이러한 한계를 극복하기 위해 지진 강도 지표를 통해 정량화 하고자 하였다(Arias, 1970; Trifunac and Brady, 1975; EPRI, 2006; Campbell and Bozorgnia, 2010; Newmark, 1965; Bray and Travasarou, 2007). 이러한 지진 강도 지표는 지반운동의 세기를 수치화해 응답 및 손상 가능성을 설명·예측하기 위한 지표들이다. 보편적으로 에너지, 지속시간, 평균 세기 같은 성분을 서로 다른 방식으로 평가할 수 있다.
지진 강도 지표 중 하나인 Arias Intensity()는 가속도의 제곱을 시간에 대해 적분하여 지진 에너지 축적을 정량화하고(Arias, 1970), 유효 지속시간 개념과 함께 사용할 때 얼마나 오래, 얼마나 강하게 흔들렸는지를 함께 반영할 수 있다(Trifunac and Brady, 1975). Cumulative Absolute Velocity()는 일정 임계가속도 이상만을 적분해 미약동의 영향을 억제하면서 유의미한 진동의 지속효과를 강조하며, Root Mean Square Acceleration()는 평균 에너지 밀도 또는 속도 민감 응답을 나타내어 변형 유발 가능성과의 정량적 연계가 용이하다. 그러나 동일한 지진 강도 지표(Seismic intensity measures) 값이라도 입력 주파수 성분, 지속 특성, 사면의 재료, 형상 및 경계조건에 따른 전달 특성 차이 때문에 입력된 지진 강도 지표와 사면 형상의 관계가 일반적으로 결정되지 않는 한계가 존재한다. 또한, 사면의 지진 응답을 변위 기반으로 바라보는 틀은 Newmark(1965)가 제안한 등가 미끄럼 블록 개념에서 출발했다. 이후 현장 및 실무 적용 절차로 확장되었고(Jibson, 1993), 확률론적 관점에서 불확실성을 반영한 간이 경험식이 제안되었으며(Bray and Travasarou, 2007; Rathje and Saygili, 2009), 최근에는 성능 기반 절차로 일반화되어 위험도 평가와 설계에 통합되고 있다(Macedo et al., 2018).
국내에서는 지진 강도 지표 외의 다른 방법들을 사용해서 사면 붕괴를 예측 혹은 예방하기 위한 많은 연구가 진행되어왔다. Ahn(2008)은 사면의 지진동에 대한 안전율 및 변위 예측을 해석 방법에 따라 비교하였고, 각 해석 방법의 장점 및 문제점을 지적하였고 사면 안정성 평가에 대해 나아갈 방향을 제시하였다. Park et al.(2014)은 지진 시 사면붕괴에 대한 전국 단위의 위험도를 작성하고 그 자료를 데이터 베이스화하여 개발 위험도를 국가 지진재해 대응 시스템에 탑재 및 통합 관리하는 연구를 수행하였고 이를 통해 지진 발생으로 인한 피해를 최소화할 수 있을 것이라고 하였다. Ahn et al.(2019)은 인공 사면을 대상으로 2차원 평면변형률 수치해석을 수행하여 비탈면에서 발생하는 응답 특성을 분석하고, 비탈면의 상부층과 하부층의 응답은 활동면 발생 여부에 따라 차이를 보인다고 하였다. Lee et al.(2021)은 비선형 응답 이력 해석으로 사면의 동적 안전계수를 산정하는 방법에 대하여 제시하였다. 이를 통해 동적 해석 결과를 통해 도출된 사면의 최소 안전계수와 유사 정적 해석 결과와 유사하게 평가되는 것을 확인하였다. 많은 연구자들이 지진 발생 시 사면의 안정성을 확인하거나 붕괴 발생 예방을 하는 방법에 대하여 많은 연구들을 수행해왔지만, 대부분의 연구가 시뮬레이션을 통해 진행되었다. 실제 붕괴 시 발생하는 지반의 변화로 인한 여러 지표들을 살펴보지 않아 실제 사면에서 붕괴가 발생할 때와의 차이를 명확히 규명한 연구는 거의 수행되지 않았다.
하지만 지진 강도 지표는 실제 현장에서는 지진 발생 시까지 예측이 어려워 실제 계측이 어렵고, 현재 주로 수행되는 시뮬레이션을 통한 유사 정적 해석을 방법을 이용한 평가는 지진 발생으로 인한 사면 붕괴 시의 지진 강도 지표를 정확히 평가하기 어렵다는 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 1g 진동대 장비를 이용하여 연성토조(Laminar shear box; LSB)에 모형지반을 조성하고 4개의 지진 강도 지표를 선정하여 붕괴 발생 지점에서 비교 분석하고자 하였다. 1g 진동대 실험은 입력 진동의 크기, 주파수, 지속시간 및 파형을 통제하며 국부 거동을 직접적으로 관측할 수 있어, 사면 붕괴 메커니즘 규명과 지진 강도 지표와의 응답 및 연계 검증에 유효하다. 이에 LSB에 1:1 모형 사면을 제작하고, 다양한 입력 진동 조건하에서 실제 붕괴가 시작되는 시점을 영상 기반으로 관측하였다. 촬영한 영상을 통해 균열 발생 혹은 붕괴 시 시각적 거동을 정량화하고 분석하였다. 또한 모형지반 내부에 매설된 가속도계와 연계하여 균열/붕괴 발생 시점의 지진 강도 지표를 통해 가장 유용한 지표를 선정하고자 하였다.
2. 1g 진동대 실험
2.1 모형지반 및 조성 시료
본 연구에 사용된 시료는 포항시에서 채취한 시료를 사용하였다. 시료의 물성치를 분석하기 위해 비중시험, 다짐시험, 에터버그 한계시험, 상대밀도 시험을 수행하였고, 결과는 Table 1과 같다. 다짐시험 결과 최대건조밀도는 1.863g/cm3이며 이때 계산되는 최적함수비는 12.5%이다. 체분석 시험결과 세립분은 10.8%이며 통일분류법으로 분류 시 으로 분류된다. 축소모형 시험은 No. 4체 통과 시료를 이용하여 모형지반을 조성하였다.
Table 1.
Physical properties of the target soil
| 2.69 | 1.863g/cm3 | 1.267g/cm3 | 1.123 | 0.443 |
|
Percent passing the No. 200 sieve | ||||
| NP | NP | 12.5% | 10.8% |
모형지반 조성은 다짐시험에서 얻은 최적함수비에 맞추어 시료의 함수비를 조절한 후 실시하였다. 준비된 시료는 충분히 혼합하여 함수비가 균일하게 유지되도록 한 뒤, LSB의 각 층에 일정 두께로 포설하였다. 포설 후에는 다짐판과 다짐봉을 이용하여 약 5cm 간격으로 층다짐을 수행함으로써 층간 밀도 차이가 최소화되도록 하였다. 이와 같은 절차를 반복하여 LSB 높이(60cm)까지 시료를 이용하여 평탄한 모형지반을 조성하였다. 평평한 모형지반 조성 완료 후에는 실험 계획에 맞추어 상부를 절토하여 사면 형상을 제작하였다. 절토 방식을 선택한 이유는 사면 형상을 유지하며 성토 시 상대밀도가 사면부와 하단부에서 크게 달라지는 문제를 방지하기 위해서 실시하였다.
본 연구에서 설계한 모형지반의 단면과 가속도 센서 배치는 Fig. 2와 같이 도시하였다. 하부 지반의 두께는 30cm로 조성하였으며 제방 모형의 사면 높이를 30cm로 조성하였다. 제방의 양측 사면은 동일한 형태를 가지는 1:1 경사로 조성하였다. 제방 모형을 제작한 이유는 연성토조(Laminar shear box; LSB)의 특성상 경계조건의 영향을 강성토조에 비해 많이 완화해주지만(Jeong et al., 2022) 완전히 없어지지는 않아 이를 최소화하기 위하여 제방 모형을 선정하였다. 모형지반의 조성은 단위중량 15.0kN/m3, 다짐도 74%로 조성하였고, 사면 최상단까지 평평하게 조성 후 절토하는 방식으로 제작하였다. 제방 상부면의 0.05m, 0.15m, 0.25m 지점에 가속도계를 매설하였으며 동일한 깊이에 사면 부분에도 가속도계를 매설하여 붕괴 발생까지의 경사면에서의 증폭 변화를 확인하고자 하였다. 또한, 사면 상부를 영상 촬영을 통한 정확한 붕괴 시점 및 형상을 관측하였다.
2.2 지진 강도 지표
1g 진동대 실험을 통해 얻은 사면 모형지반에서의 데이터에서 사면 붕괴에 영향을 미치는 요소와 붕괴 시점을 특정할 수 있는 변수를 모색하고자 4개의 지진 강도 지표들을 선정하였다. 첫 번째로 Arias Intensity()를 이용하였으며, 이 수치는 아래 식 (1)과 같다. 는 지진 시 발생하는 지반운동의 정량적인 측정치로 단위 무게 당 총 에너지이다.
여기서, g는 중력가속도, 는 진동 시간, 는 임의 시간 지반가속도이다. 는 지진파에 포함된 전체 에너지를 반영하며, 에너지 기반 지표이기 때문에 진동이 짧더라도 진폭이 크면 높은 값을 나타내는 특성이 있다. 즉, 짧은 시간 동안 강한 진동이 반복될 경우 는 매우 높게 계산될 수 있다. 이러한 특성으로 인해 지반 시스템의 파괴 임계값을 설정하는 데 유용한 기준으로 자주 사용된다. 예를 들어, 짧은 시간 동안 0.4g 이상의 고진폭이 발생한 지진의 가 매우 높게 나타날 수 있으며, 이는 지반의 불안정성 평가에 있어 중요한 지표가 된다.
두 번째로 Cumulative absolute velocity()를 이용하였다. 는 지진가속도의 시간적분으로 정의할 수 있으며, 절대 속도의 누적값으로 고진동수 운동에는 둔감하지만 저진동수의 운동에는 민감한 특성을 가진다. 는 다음 식 (2)와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 는 진동시간, 는 임의시간 지반가속도이다.
세 번째로 Root mean square acceleration()는 가속도의 크기에 진동의 지속시간을 고려한 변수로 일정 시간 동안의 가속도 제곱 평균의 제곱근이며 식 (3)과 같이 계산된다. 는 가속도 시간 기록의 평균 에너지 수준을 정량화한 지표로, 짧은 고진폭 지진과 중간 강도 지진을 구분하는 데 유용하다.
여기서, 으로 진동 지속시간이다.
마지막으로 Vibration dose value()방법을 사용하였으며, 는 가속도 값을 4번 거듭제곱하여 4제곱근을 취한 값으로 30초 이내의 짧은 진동의 경우 보다 민감하게 반응한다. 는 다음 식 (4)와 같다.
2.3 입력 지진동
주파수 대역별 붕괴시점을 관측하기 위해 주파수가 10Hz, 20Hz인 정현파를 설계 및 가진 하였다. 각 입력 지진파는 붕괴까지 관측할 수 있도록 지속시간이 최대 90초까지 이어지도록 설계하였으며, 수차례의 예비 시험을 통하여 균열 및 붕괴가 발생하는 동하중을 Fig. 3과 같이 선정하였다.
3. 시험 결과 분석
3.1 입력 지진동별 붕괴
Table 2는 1g 진동대를 이용한 사면 모형지반에서의 실험 결과를 요약하여 나타내었다. 실험결과는 사면 모형지반에 금이 간 경우와 붕괴가 발생한 경우로 나뉘어 결과를 나타내었다. 2개의 지진파에서 모형지반 사면부에 금이 가는 현상을 확인할 수 있었으며, 나머지 2개의 지진파에서는 모형지반의 사면부에서 붕괴가 발생하였다.
Table 2.
Summary of results by collapse test case
| Frequency [Hz] | PGA [g] | Crack | Collapse |
| 10 | 0.2 | ◯ | ☓ |
| 10 | 0.28 | ◯ | ☓ |
| 20 | 0.4 | ◯ | ◯ |
| 10 | 0.3 | ◯ | ◯ |
3.1.1 붕괴시점에 대한 실험 결과 분석
Fig. 4는 가진 후 실험 결과 사진이다. Fig. 4(a)는 10Hz인 정현파를 0.2g의 규모로 가진 후 모형지반에 금이 간 장면이며, 70.39초에 사면고 25cm 지점에서 미세한 균열이 발생하였으나 그 크기가 미소하여 육안으로는 관측되나 사진으로는 구분하는 데 어려움이 있다.
Fig. 4(b)~(c)는 10Hz의 정현파를 0.28g로 가진 한 결과 사진이다. Fig. 4(b)와 같이 0.37초에 사면고 10cm 지점에서 1차 균열이 발생하였으며, 19.85초에 사면고 16~18cm 지점에서 2차 균열이 발생하였고 이후 90초의 진동 지속시간 동안 추가적인 균열 및 붕괴는 발생하지 않았다. 가진 즉시 첫 번째 균열이 사면의 하단부에서 수평으로 발생하며 지속적으로 반응하였으나, 2차 균열이 발생함과 동시에 균열을 드러내지 않으며 반응하지 않는 모습을 보이는 특징이 관찰되었다.
Fig. 4(d)~(f)는 주파수가 10Hz 이고 PGA가 0.3g인 정현파를 가진 한 결과이다. Fig. 4(d)와 같이 0.24초에 사면고 16cm 지점에서 1차 균열이 수평으로 발생하였으며, Fig. 4(e)와 같이 38.07초에 사면고 18cm 지점에서 2차 균열이 수평으로 발생하였다. 주파수가 10Hz이고 PGA가 0.28인 정현파의 경우와 유사하게 2차 균열이 발생함과 동시에 1차 균열이 반응하지 않는 모습을 확인할 수 있었다. 50.5초부터 산마루에서 낙석이 발생하였고(Fig. 4(f)) 점차 확장되어 90초대까지 진행되었다.
Fig. 4(e)~(f)는 주파수가 20Hz이고 PGA 0.4g인 정현파를 가진하였다. Fig. 4(e)와 같이 최초의 미세균열은 10.17초에 사면고 15cm 부근에 발생하였으며, Fig. 4(f)와 같이 43.65초에 산마루를 중심으로 깊은 균열이 진행되어 90초까지 붕괴가 진행되었다.
균열이 발생한 사면고에 매설한 가속도계에서 측정한 가속도를 통해, 균열 시점을 특정하거나 민감하게 반응하는 변수를 모색하고자 Fig. 5와 같이 각 지진 강도 지표의 시간 이력들을 분석하였다. Fig. 5는 입력 지진동 10Hz, 0.2g를 모형지반에 가진하였을 때 가속도 및 지진 강도 지표들이다. Fig. 5(b)의 시간 이력 그래프는 정현파를 가진하였을 때 기록되는 표준적인 그래프 개형이다. 모든 그래프는 시간에 따라 정방향으로 증폭하며 동일한 가속도가 반복되는 정현파의 특성에 따라 와 는 선형으로 증폭한다. 또한 , 는 가속도 적분 값에 네제곱근과 제곱근의 양수 값이므로 초기에 곡선을 그리다가 값이 누적되면 일정한 값으로 수렴한다. 본 모델에서는 사면의 산마루와 상부 표층의 가속도, , , , 가 매우 유사하게 반응하여 상호 간에 특이점을 관측할 수는 없었다. 본 시험에서 발생한 미세한 균열은 그 깊이가 매우 얕아 균열이 발생하지 않는 경우와 큰 차이가 없는 것으로 판단된다.
Fig. 6은 Sine 10Hz, 0.28g의 입력 지진동을 이용한 실험 결과이다. Fig. 6(b)의 가속도 시간 이력은 균열이 발생한 20초 이후에 크게 증폭되는 것으로 나타났지만 다른 지진 강도 지표의 시간 이력은 일반적인 개형으로 나타났다. Sine 10Hz, 0.2의 경우와 마찬가지로 지진 강도 지표에는 큰 영향을 미치지 못한 것으로 판단된다.
Fig. 7~Fig. 9는 Sine 10Hz, 0.3g의 입력 지진동을 이용한 실험 결과이다. Fig. 7은 사면의 중단부에 매설한 가속도계로 60초대를 기준으로 가속도가 감소하며 다른 지반 강도 지표들의 시간-이력 그래프에도 영향을 미쳐 각 선형 그래프의 접선 계수가 작아진 모습을 확인할 수 있었다. 이때, 사면 중단부(acc9) 는 309.46, 는 378.04m/s, 는 16.72 그리고 는 4.44이다. Fig. 8은 사면의 상단부에 매설한 가속도계로 60초 대에서 큰 특이점을 나타내지 않았으며 70초 이후 가속도 값이 다소 감소하며 와 의 값도 함께 감소하는 모습을 확인할 수 있다. 이때, 사면 상단부(acc10) 는 627.96, 는 552.22m/s, 는 22.65 그리고 는 6.32이다.
Fig. 9는 제방 모형의 중단부와 상단부의 중심과 사면 가속도를 비교한 그래프이다. 본 시험의 산마루(acc10)에서 계측된 가속도 및 지진 강도 지표의 시간 이력이 사면 중단부(acc9)보다 둔감하게 반응한 것으로 도시되나, 붕괴시험 관측 영상에서 산마루가 더 큰 반응을 하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는 가속도계를 매설한 지점(acc10)보다 더 외측에 해당하는 산마루가 확실히 더 큰 반응을 했을 것이며, 이 반응이 가속도계를 매설한 지점까지 이어지지 않았을 뿐이라고 사료된다. 제방 모형의 중단부(acc9)에서는 사면부가 중심부보다 더 크게 반응하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 는 약 사면부에서 1.3배 증가하였고, 는 약 1.2배 증가하였다.
Fig. 7~9에 제시된 10Hz-0.3g 조건의 결과를 종합하면, 사면 상단부(acc10)는 중단부(acc9)보다 붕괴 직전 구간에서 가속도 및 , 의 증폭이 더 크게 나타났다. 또한 중단부에서도 사면부가 중심부보다 일관되게 큰 응답을 보여, 지진 에너지와 손상이 사면 외측부에 집중되는 경향을 확인할 수 있었다.
Fig. 10~Fig. 12는 Sine 20Hz, 0.4g의 입력 지진동을 이용한 실험 결과이다. Fig. 10은 사면의 중단부에 매설한 가속도 증폭 변화를 나타내며, 10.17초에 중단부에서 발생한 균열로 인한 영향을 나타내는 것으로 보인다. 가속도 시간 이력 그래프에서 10초 이후 더 크게 증폭하였고 시간 이력에서 변곡점이 생기면 가장 민감하게 반응한 것을 확인할 수 있다. 이때, 사면 중단부(acc9) 는 510.46, 는 478.77m/s, 는 22.05 그리고 는 5.94이다. Fig. 11은 사면 상단부(산마루)의 증폭 변화를 나타낸 것이다. 27초 이후 산마루에서 계측된 가속도 시간 이력에서 급격한 증폭이 발생하며 각 지진 강도 지표들의 시간 이력에서도 변화들이 나타났다. 27초 이후 와 의 선형 계수가 더 커졌으며, 와 에 변곡점이 발생함을 확인하였다. 제방 모형 외부에서 시각적으로 붕괴의 조짐이 43초대에 발생함을 고려하면 실제로는 27초대에 산마루 내에서 균열이나 전단이 발생했을 수 있으며 이를 나 등의 지진 강도 지표에서 민감하게 반영된 것으로 판단된다. 이때, 사면 상단부(acc10) 는 507.57, 는 452.30m/s, 는 22.50 그리고 는 5.94이다.
Fig. 12는 제방 모형의 중단부와 상단부의 중심과 사면 가속도를 비교한 그래프이다. 사면고에 관계없이 제방 모형의 중심부보다 사면부에서 가속도가 더 크게 증폭하였으며, 와 또한 사면부에서 더 크게 증폭하는 것을 확인하였다. 특히, 사면 상단부에서 발생하는 붕괴와 관련하여 27초대 이후 더 큰 증폭 차를 보인다. 사면 상단부에서 는 약 4.3배 는 약 2.0배 큰 값으로 산정되었고, 중단부에서 는 약 4.3배, 는 약 1.92배 증가하였다. 사면 중단에 발생한 균열과 관련하여 10초대 이후 시간 이력곡선의 접선 계수가 증가하고 시간 이력곡선에 변곡점이 발생함을 확인하였다.
Fig. 10~12에 제시된 20Hz-0.4g 조건의 결과를 종합하면, 사면 중단부는 약 10초 이후 균열 발생과 함께 가속도와 , 의 증가 기울기가 빠르게 증가하였다. 반면 산마루에서는 27초 이후 가속도가 급격히 증폭하면서 와 가 중단부보다 더 가파르게 증가하였고, 이는 영상에서 확인된 43초대 붕괴보다 앞서 내부 손상이 진행된 것으로 판단하고 있다. 최종 와 값을 비교하면, 사면부는 중심부에 비해 는 약 4.3배, 는 약 2.0배 큰 값으로 나타나 지진 에너지와 손상이 사면 외측부에 집중되는 경향을 확인할 수 있었다.
4. 결 론
1g 진동대를 이용하여 모형지반에서 붕괴 시점에 대한 실험을 수행한 결과, 사면 표면에 미세한 균열이 발생하는 경우, 사면의 거동에 큰 영향을 미치지는 않으며 가속도 및 여러 지진 강도 지표에도 큰 영향을 미치지 않는다. 반면 사면 표면에 깊은 균열이 발생하거나 붕괴가 발생하는 경우, 가속도 값이 급격히 변하며 지진 강도 지표에도 큰 영향을 미친다. 특히 이러한 변화를 와 가 시간 이력곡선으로 확인하였을 때 가장 민감하게 반응하였다. 다른 두 지표 는 와 에 비해 다소 둔감하게 반응하였으며, 는 거의 반응하지 않았다. 즉 , , , 4개의 지진 강도 지표 중 사면에서 균열 혹은 붕괴 발생 시 이를 가장 유효하게 반영한 것은 와 인 것으로 판단된다. 상세한 결과는 다음과 같다.
(1) 동영상 분석 결과, 10Hz–0.20g에서는 70.39초에 사면고 약 25cm에서 미세 균열만 관찰되고 추가적인 붕괴는 발생하지 않았다. 10Hz–0.28g에서는 0.37초에 사면고 약 10m에서 1차 수평 균열, 19.85초에 16~18cm 지점에서 2차 균열이 발생했으나 이후 90초까지 붕괴가 발생하지 않았다. 10 Hz–0.30g에서는 0.24초(16cm)와 38.07초(18cm)에 1·2차 균열이 순차적으로 발생하였고, 50.5초경 산마루 낙석이 시작되어 90초대까지 붕괴가 지속되었다. 20 Hz–0.40g에서는 10.17초(15cm)에 미세 균열 발생 이후 43.65초에 산마루를 중심으로 깊은 균열과 붕괴가 본격화되어 시험 종료까지 이어졌다. 공통적으로 2차 균열이 형성되면 초기(1차) 균열의 가시적 반응이 둔화되었고, 낮은 진폭(0.20/0.28g)은 균열만 발생한 반면, 높은 진폭(0.30/0.40g)에서는 붕괴로 발전하는 경향이 뚜렷했다.
(2) 균열만 발생한 두 조건(10Hz–0.20g, 10Hz–0.28g)에서는 시간 이력 형상이 정현파의 전형적 개형을 보였고, 가속도는 시간에 따라 규칙적으로 증폭하였다. , 는 초기에는 곡률을 보이다가 시간이 지날수록 완만하게 증가하는 경향을 보였으며, 10Hz–0.28g에서도 균열 발생(약 20초) 직후 가속도 증폭이 일시적으로 증가했지만 전체 지진 지표들의 전개는 일정하게 유지되었다. 두 조건 모두 미세한 균열만 발생하였으며 지진 강도 지표의 변화도 제한적이었다.
(3) 붕괴가 발생한 10Hz–0.30g에서는 중단부 계측에서 약 60초이후 가속도 증폭이 둔화되었고, 지진 강도 지표의 증가 기울기 역시 작아지는 경향을 보였다. 상단부에서는 60초대에 뚜렷한 특이점은 없었으나 70초 이후 가속도 및 일부 지표의 기울기가 약화되었고, 이후 산마루에서 낙석과 균열 확장이 동반되며 붕괴가 진행되었다. 동일 조건 비교 시 산마루(외측부)의 실제 반응이 더 컸으나, 센서 위치가 내측부에 있어 기록상 일부 반응이 둔화된 것으로 판단된다.
(4) 붕괴가 발생한 20Hz–0.40g에서는 10.17초 무렵 중단부 균열 발생과 함께 가속도 증폭이 뚜렷해졌고, 여러 지진 강도 지표의 시간 이력에서 변곡점이 나타나 민감한 반응을 보였다. 상단부에서는 27초 이후 가속도 증폭이 급격해지며 , 의 기울기가 커졌다. 43초대에 붕괴 조짐이 나타난 점을 고려할 때, 내부 손상은 27초 전후에 시작되었을 가능성이 높다. 위치 비교 결과, 사면부는 중심부보다 일관되게 더 큰 증폭을 보였고, 특히 상단부에서 27초 이후 증폭 차이가 현저하게 증가하였다.
(5) 본 연구의 목표는 1g 진동대 실험을 통해 사면의 균열 및 붕괴 시점을 가장 효과적으로 반영하는 지진 강도 지표를 확인하는 데 있다. 분석 결과 와 가 붕괴 직전 및 직후 구간에서 가장 민감하고 일관된 반응을 나타내어, , 대비 사면 손상 특성을 더 명확히 파악할 수 있었다. 향후에는 경사각이 상이한 모형 사면과 보다 다양한 가속도계 설치 위치를 고려한 추가 실험을 수행하고, 실험에서 산정한 지진 강도 지표를 상세히 비교·분석함과 동시에 수치해석을 통해 이를 교차 검증하여, 붕괴 시점의 실험 결과와 수치해석 결과의 차이를 체계적으로 평가함으로써 와 를 사면 내진설계의 실무 지표로 확장할 수 있을 것으로 기대된다.
