Surface wave method has a great potential for rapid determination of shear wave velocity (Vs) profile of ground. However, it has an inherent limitation in the interpretation of test results due to the assumption that ground is layered horizontally. In this paper, finite-element (FE) method, model test and field application have been employed to assess the effects of the sloping surface on the wave propagation and the dispersion curve. The applicability of FE model, test model and field model to SASW (Spectral Analysis of Surface Waves) test was verified by comparing the dispersion curve with the theoretical solution. FE model was optimized for SASW method to satisfy both accuracy and efficiency in the computation. The test model was used to verify the numerical simulation. The effects of slope angle, stiffness contrast of the sloping surface and the testing direction on the dispersion curve were studied. The propagating shape of wave fronts in the sloping surface was also visualized. The results indicate that the influence of slope angle on the dispersion curve is getting obvious as the slope angle increases and the propagating shape of wave fronts in the sloping surface was different according to the testing direction.
표면파 기법은 대상 지반의 전단파 속도 주상도를 빠르고 쉽게 구할 수 있는 합리적인 지반 조사 기법이다. 그러나 표면파 기법은 중요한 가정 사항을 가지고 있다. 대상 지반이 일정한 두께를 가지는 수평층들의 집합이어야 한다는 점이다. 본 논문에서는 유한요소 해석과 모형 실험, 현장적용 실험을 통해 지표 경사면이 표면파의 전파 형상과 실험 분산곡선에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 유한요소 해석과 모형 실험, 현장적용 실험으로 실험 해를 이론 해와 비교함으로써 표면파 기법의 적용성을 검증하였다. 유한요소 모델은 정확성과 효율성을 만족시키며 표면파 기법에 최적화 하였고, 실험 모형은 수치해석의 결과를 뒷받침해주었다. 지표 경사면의 경사각과 강성 대비 그리고 경사 방향이 실험 분산곡선에 주는 영향을 연구하였다. 지표 경사면에서 표면파의 전파 형상을 확인하였고, 경사각이 커짐에 따라 실험 분산곡선의 변화하는 경향성도 뚜렸하였다. 또한 경사 방향에 따른 표면파의 전파 형상도 달라짐을 확인하였다. 결과적으로 표면파는 지표 경사면에 법선 방향으로 구성되어 있으므로 법선 방향의 리시버 셋업이 필요하고, 법선 방향의 소스 작용 시, 이론 분산곡선과 실험 분산곡선은 일치하였다. 또한 법선 방향의 소스와 리시버의 실험 구성으로 표면파 기법을 통해 지표 경사면의 강성 주상도와 지층 구조를 구할 수 있었다. 따라서 표면파 기법에서 지표 경사면이 가지는 영향요소를 살펴보았고, 그 적용성을 평가하였다.
