프로그램 개요
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말뚝기초, 강관널말뚝기초, 케이슨기초, 지하연속벽기초, 직접기초의 설계계산 및 액상화판정을 지원하는 기초설계계산 종합프로그램.
진도법, 보유내력법에 의한 계산, 부재의 설계를 서포트하고, 상세설계레벨로 여러가지 기초형식/공법의 검토가 가능합니다.
지층/작용력데이터를 공유하고, 입력→계산서작성→설계조서의 심플한 인터페이스, 3면도표시에 의한 데이터확인, 도표가 섞인 결과표시,
[기준값]기능을 서포트.
각 기초공의 설계조서, 다른 종류의 기초의 비교표의 출력이 가능합니다.
말뚝기초에서는, 강관쏘일시멘트말뚝을 포함하는 9종의 말뚝종류에 대응, 각 종 공법을 서포트.
보강설계(additional pile)에도 대응하고 있습니다.
전자납품대응으로서, 말뚝기초의 설계Ver.4 파일출력, 금지문자체크, 서표기능등을 서포트합니다. XML파일의 입출력에 대응.
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[기초의 설계계산]은 Ver.3.04.00에서, [말뚝기초의 설계]로 제품종합했습니다.
[기초의 설계계산]만의 라이선스를 보유하고 있는 경우는, 도면작성을 할 수 없습니다.
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＜기능비교표＞
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기초의 설계계산 |
말뚝기초의 설계 |
| 말뚝기초 |
○ |
○ |
| 강관널말뚝기초 |
○ |
× |
| 케이슨기초 |
○ |
× |
| 지하연속벽기초 |
○ |
× |
| 직접기초 |
○ |
○ |
| 액상화의 판정 |
○ |
○ |
| 도면작성(말뚝기초) |
× |
○ |
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프로그램의 기능과 특징
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본 프로그램은, 포럼에이트가 제공해 온 UC-1 기초시리즈의,
・말뚝기초의 설계계산
・말뚝기초의 지진시 보유수평내력
・강관널말뚝기초의 설계계산
・케이슨기초의 설계계산
・지하연속벽기초(DOS판)
・직접기초의 지지력계산
・액상화의 판정
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을 종합한 기초의 설계계산을 지원하는 프로그램으로, 주로서 [도로교시방서/동해설(2002년 3월)일본도로협회] 에 준거하고 있습니다.
■도로교시방서/동해설(2002년 3월)대응 개요
- 토질정수의 저감계수 DE산출에 대해서, 레벨2지진시의 값은 형태Ⅰ/Ⅱ중 작은 쪽을 이용하도록 변경했습니다. 또한, 레벨1지진시의
저감계수는 레벨2지진시의 값보다 1랭크 위의 값을 이용합니다.
- 레벨2지진시 검토에 있어서 기초천단변위의 제한값에 대해서, 수평변위검토를 삭제하고, 회전변위의 제한값을 0.02rad로 변경했습니다.
말뚝기초/강관널말뚝기초/케이슨기초/지하연속벽기초에서는, 다음의 검토를 합니다.
- 평상시/레벨1지진시 및 지진시 보유수평내력법에 의한 레벨2지진시안정계산
- 허용응력도법 및 지진시 보유수평내력법에 의한 부재계산
- 고유주기산정용의 지반스프링정수산출
더욱, 강관널말뚝기초/케이슨기초에서는 시공시의 검토를 맞춰서 합니다. 기초형식간에서 지층데이터나 작용력데이터를 공유할 수가 있습니다.
또한, 다른기초형식의 결과를 비교표형식으로 출력하는 기능을 서포트하고, 간단하게 상세설계레벨에서의 비교검토를 할 수가 있습니다.
직접기초에서는, 지지력계산 이 외에, 바닥판의 허용응력도법검토, 레벨2지진시 검토를 합니다.
말뚝기초, 강관널말뚝기초(Ver.4만), 케이슨기초,지하연속벽기초에서는, 유동화검토에의 대응을 합니다.
말뚝기초일때, 강관쏘일시멘트말뚝,마이크로파일(고내력, ST형태Ⅰ/Ⅱ, 비틀기식)의 설계에 대응(Ver.3만).
한편, 고내력 마이크로파일일때, 시장에서의 입수가 대단히 곤란한 강관외경, 강관두께, 강관재질의 제한을 합니다.
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계산기능과 적용범위
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◆말뚝기초 |
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[도로교시방서 Ⅳ하부구조편, Ⅴ내진설계편(2002.3)]에 준거한 말뚝기초의 설계계산.
서포트계산범위
- 말뚝기초의 안정계산(평상시, 레벨1지진시, 레벨2지진시)에 있어서, 2차원해석, 2.5차원해석기능을 서포트(레벨2지진시 검토는
Ver.4만)
[2.5차원해석]이란
교축방향을 Y축방향, 교축직각방향을 X축방향, 연직방향을 Z축방향으로 하면 3차원인 경우는 일반적으로 각 축방향의 변위와 힘 및
각 축 주변의 회전변위와 회전력이 정의됩니다. 이 경우, 변위와 힘은 각각 6개 정의되지만, 본 프로그램에서는 Z축 주변의 회전변위와
회전력(바닥판을 위에서 보고 비틀어 넣은것 같은 변위와 힘)을 생각하지 않습니다. 따라서, 생각하는 변위와 힘은 각각 5개가 됩니다.
자유도가 5개 있기 때문에 편의상 [2.5차원해석]으로 술하고 있습니다. 3차원이 아니기 때문에, X축방향, Y축방향마다 말뚝머리의
수평, 회전변위는 모든 말뚝이 동일이 됩니다. 2차원해석의 경우, X축방향과 Z축방향(또는 Y축방향과 Z축방향)의 변위와 힘 및
Y축(또는 X축)주변의 회전변위와 회전력에 착안해서 자유도가 3개 있는 것으로서 계산하고 있습니다. |
- 지층의 경사를 고려(레벨2지진시 검토는 Ver.4만). 경사방향은 X방향(교축직각방향), 또는 Y방향 (교축방향)중 1방향. 지층수는
최대20층.
- 말뚝직경/말뚝길이가 다른 말뚝이 혼재한 안정계산(레벨2지진시 검토는Ver.4만), 말뚝체응력도검토에 대응. additional
pile공법에 의한 보강설계에 대응.
- 말뚝돌출부에 유수압, 동수압, 관성력의 수평하중을 고려하는 것이 가능.
- 바닥판근입부의 수평저항을 고려한 말뚝기초의 계산이 가능.
- 말뚝종류:강관말뚝, RC말뚝, PHC말뚝, PC말뚝, SC말뚝, 콘크리트치기말뚝, 임의말뚝, 강관쏘일시멘트말뚝, 상말뚝SC말뚝+하말뚝PHC말뚝(Ver.3만),
마이크로파일(Ver.3.만)
- 말뚝열수는 최대30열(지층경사 또는 말뚝직경/말뚝길이의 변화시:말뚝갯수100개(말뚝열20열))
- 말뚝축방향의 단면변화에 대응.
- 마이너스(-)의 스킨마찰력에 대한 검토가 가능.
- 바닥판형상, 기둥하단작용력에서 바닥판아랫면 중심작용력의 계산이 가능.
- 고유주기산정용의 지반스프링정수의 산출이 가능.
- 레벨2지진시 검토에서는, 액상화가 생기지 않는 케이스, 액상화가 발생할 케이스, 유동화가 발생할 케이스 어느쪽에도 대응, 바닥판검토도
가능.
■Ver.3기능
・ 수평변위의 제한을 완화하는 말뚝기초의 설계
도시 Ⅳ12.8 특수한 조건에 있어서 말뚝기초의 설계-(5)에 준거. 레벨1지진시에만 계산 대상.
참고자료:[강관말뚝기초의 설계와 시공 도로교시방서(2002년 3월)개정 대응(2002년 4월)강관말뚝협회]
・ 측방이동의 영향을 고려, abutment on the filling에 있어서 말뚝기초의 설계에 대응.
※적용기준:[설계요령 제2집 교량건설편 4장 기초구조(2000년 1월)일본도로공단]
■Ver.4기능
・2.5차원해석에 의한 말뚝기초레벨2지진시 검토(지층경사,사말뚝,말뚝직경/말뚝길이 변화의 설계가능)
・교대기초의additional pile공법에 대응.
・additional pile공법 교각푸팅 허용응력도법 검토
★말뚝기초-적용범위/제한사항
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◆강관널말뚝기초 |
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[도로교시방서/동해설 Ⅳ하부구조편, Ⅴ내진설계편(2002년 3월)(사)일본도로협회]에 규정되어 있는 도로교의 우물통형 강관널말뚝기초의 설계계산을 지원.
■서포트계산범위
| 구조형식 |
우물통형 강관널말뚝기초 |
| 시공방법 |
cofferdam겸용방식 |
| 세우기 방식 |
| 물막이 방식 |
| 평면형상 |
원형 |
| 코반형 |
| 사각형 |
| 사각형모따기 |
| 강관널말뚝의 시공방법 |
타입공법 |
| 중굴공법 |
최종타격방식 |
| 시멘트밀크 압출교반방식 |
| 콘크리트타설방식 |
| 정판과 강관널말뚝과의 결합 |
플레이트브래킷방식 |
| 차근방식 |
| 철근스터드방식 |
| 머리부매입 |
※cofferdam겸용방식:
완성시의 하중에 대한 응력도와 cofferdam시의 잔류응력도의 합성응력도의 검토에 대응하며, 기초본체, 정판 및 정판과 강관널말뚝과의
결합부의 레벨2지진시 검토도 합니다. 또한, cofferdam의 계산에서는, 지보공의 검토, 근입길이의 검토도 합쳐서 하는 것이
가능합니다.
■기초본체의 계산
| 항목 |
내용 |
| 설계지반면의 취급 |
평상시, 레벨1지진시 마다 설정 가능합니다. |
| 강관널말뚝, 강관말뚝 |
외주널말뚝, 격벽널말뚝, 중타입 단독말뚝마다 강관지금, 단면변화(판두께, 재질)을 지정할 수 있습니다. |
| 지반스프링 |
수평방향 지반반력계수 및 저면스프링값을 계산합니다. 또한, 사용값의 수정이 가능합니다. |
| 허용지지력 |
타입공법 이 외에 중굴공법(최종타격방식, 시멘트밀크 압출교반방식)에도 대응하고 있습니다. 또한, 마이너스(-)의 스킨마찰력에 대한 검토를 할 수가 있습니다. |
| 설계하중 |
상재토, 정판, 채울 콘크리트의 각 중량을 산출하고, 입력된 각주 하단 작용력과의 집계하여, 설계하중을 계산합니다.
하중 케이스수는, 각 방향마다 10케이스까지로 하고, 각 케이스마다 지반스프링과 지지력의 취급(평상시취급/지진시 취급)을 지정할 수 있습니다. |
| 단면력/안정계산 |
탄성바닥 위의 유한길이보 및 이음의 전단의 빗나감을 고려한 가상 우물통보로서 단면력, 변위, 경사각을 지정된 깊이방향의 피치마다
계산합니다. 동시에 외벽, 격리강관널말뚝, 중타입단독말뚝의 응력도를 구합니다. 또한, 외벽강관널말뚝1개당의 최대/최소연직반력을
산출하고, 허용지지력과 검토합니다. 지진시 보유수평내력법에 의한 검토를 행할 수가 있습니다. |
또한, 고유주기산출용의 지반스프링정수를 산출하는 기능이 있습니다.
cofferdam겸용방식일때 이하의 계산을 합니다.
| 항목 |
내용 |
C
O
F
F
E
R
D
A
M
의
계
산 |
지점스프링값, 지반스프링값 |
지보공스프링정수, 저반콘크리트 스프링정수를 계산합니다. 수평방향 지반반력계수는 본체계산의 평상시의 환산재하폭을 이용하여 산출합니다. 사용값의 수정이 가능합니다. |
| 단면력의 계산 |
각 시공스텝마다 유효주동/수동측압을 구하고, 탄소성해석에 의해 깊이방향의 피치마다 계산을 합니다. 또한, 착안점마다 강관널말뚝의
응력도를 산출합니다. 지정된 스텝번호에 있어서 응력도를 잔류응력도로서, 후에 서술할 합성응력도를 구합니다. |
| 지보공의 검토 |
단면력의 계산에서 산출된 지보공반력을 이용하여 띠장, 버팀보, 사보강재보의 검토를 합니다. |
| 근입길이의 검토 |
cofferdam벽으로서의 안정계산을 하고, 필요근입길이를 산출합니다. 보일링에 대한 필요근입길이도 동시에 계산가능합니다. |
합
성
응
력
도 |
합성응력도의 검토 |
기초본체의 계산으로 산출한 완성형에서의 응력도와cofferdam의 계산으로 산출한 잔류응력도를 합성해서 응력도의 검토를 합니다. |
부재설계로서, 정판 및 정판과 강관널말뚝과의 결합부의 계산을 합니다.
| 항목 |
내용 |
| 정판의 계산 |
캔틸레버보 또는, 2방향 슬래브로서 단면력을 산출하여, 응력도검토를 합니다. 또한, 지진시 보유수평내력법에 의한 검토를 합니다.
(※cofferdam겸용방식의 경우) |
| 정판과 강관널말뚝과의 결합부 |
(1)플레이트브래킷방식
(2)차근방식
(3)철근스터드방식
상기에서 선택된 방식에 대해서 계산을 합니다. 또한, 지진시 보유수평내력법 에 의한 검토를 합니다.
(※cofferdam겸용방식의 경우) |
| 말뚝머리 결합부의 계산 |
말뚝머리를 정판내에 매입시켜 결합할 경우에 대해서, [도로교시방서/동해설 Ⅳ 하부구조편(사단법인 일본도로협회)]에 기재되어 있는 방법A, 방법B의 2가지의 계산이 가능합니다.
(※세우기/물막이 방식의 경우)
(※cofferdam겸용방식의 격벽 및 중타입단독말뚝) |
부재설계는, 본체데이터의 연동처리 및 단독으로의 계산이 가능합니다. 단, 정판의 계산의 레벨2지진시 검토는 본체데이터와의 연동이 필요합니다. 또한, 대상구조물이 교대의 경우의 정판레벨2지진시 검토에는 대응하지 않습니다.
★강관널말뚝기초-적용범위/제한사항
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◆케이슨기초 |
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[도로교시방서/동해설 Ⅳ하부구조편,Ⅴ내진설계편(2002년 3월)(사)일본도로협회]에 준거한 케이슨기초의 설계계산을 지원.
| 시공법 |
뉴매틱 케이슨 |
지수벽케이슨방식 |
| 피어케이슨방식 |
| 오픈케이슨 |
지수벽방식 |
| 충실단면 |
오픈 |
| 뉴매틱 |
| 평면형상 |
원형 |
격벽수≦1(2방향) |
| 코반형 |
격벽수≦5(1방향) |
| 사각형 |
격벽수≦5(2방향) |
| |
항목 |
평상시, 레벨1지진시,
폭풍시
허용응력도법 |
지진시 보유수평내력법에 의한
레벨2지진시의 내진설계
내력검토 |
| 안정계산 |
지반반력계수 |
○ |
○ |
| 허용지지력도 |
○ |
－ |
| 지반반력도의 상한값 |
○ |
○ |
| 작용력집계 |
○ |
○ |
| 기초본체강성 |
○ |
○ |
| 단면력, 지반반력도 및 변위 |
○ |
○ |
| 응답소성율검토 |
－ |
○ |
| 부재계산 |
측벽수평방향 |
○ |
○ |
| 측벽연직방향 |
○ |
○ |
| 격벽 |
○ |
－ |
| 정판 |
○ |
○ |
| 정판지지부 |
○ |
○ |
| 정판과 측벽연결부 |
○ |
○ |
| 패러핏 |
○ |
－ |
| 작업실 천장슬래브 |
○ |
○ |
| cutting edge |
○ |
－ |
| suspended beam |
○ |
－ |
| 2차응력 |
○ |
－ |
| 바닥판(오픈케이슨) |
○ |
－ |
| 침하계산 |
|
○ |
| 기초스프링 |
(고유주기산출에 이용하는 지반스프링정수) |
○ |
★케이슨기초-적용범위/제한사항
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◆지하연속벽기초 |
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[도로교시방서Ⅳ하부구조편, Ⅴ내진설계편(2002.3)]에 준거한 지하연속벽기초의 설계를 지원
■서포트계산범위
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항목 |
평상시, 레벨1지진시,
폭풍시
허용응력도법 |
지진시 보유수평내력법에 의한
레벨2지진시의 내진설계
내력검토 |
| 안정계산 |
지반반력계수 |
○ |
○ |
| 허용지지력도 |
○ |
－ |
| 지반반력도의 상한값 |
○ |
○ |
| 작용력집계 |
○ |
○ |
| 기초본체강성 |
○ |
○ |
| 단면력, 지반반력도 및 변위 |
○ |
○ |
| 응답소성율검토 |
－ |
○ |
| 부재계산 |
측벽수평방향 |
○ |
○ |
| 측벽연직방향 |
○ |
○ |
| 정판 |
○ |
○ |
| 정판과 측벽연결부 |
○ |
－ |
| 기초스프링 |
고유주기산출에 이용하는 지반스프링정수 |
○ |
★지하연속벽기초-적용범위/제한사항
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◆직접기초 |
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[도로교시방서/동해설 Ⅳ하부구조편(2002년 3월)(사)일본도로협회]및[설계요령제2집(일본도로공단)]에 준거한 직접기초의 지지력계산.
■수평지반의 기초
- 푸팅앞면의 저항을 고려한 작용력의 산정(설계요령)
- 하중의 편심경사를 고려한 허용연직지지력의 산출
・하중의 방향이 1방향(도시Ⅳ/설계요령)
・하중의 방향이 2방향(도시Ⅳ)
- 안정계산 활동, 전도, 지반반력도의 검토(도시Ⅳ/설계요령)
- 기초형상으로서 띠형의 검토가 가능(Ver.4만)
■비탈상의 기초
- 비탈의 영향, 하중의 편심을 고려한 허용연직지지력의 산출(설계요령)
- 단차가 있는 기초의 안정계산 활동, 전도, 지반반력도의 검토(설계요령)
■바닥판의 허용응력도법 검토, 레벨2지진시 검토
■고유주기산정에 이용하는 지반스프링정수의 산출
★직접기초-적용범위/제한사항
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◆액상화 |
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[도로교시방서/동해설 Ⅴ내진설계편(2002년 3월)(사)일본도로협회]에 준거한 액상화의 판정을 지원.
- 액상화의 판정
- 토질정수의 저감계수의 계산
- 유동화가 발생할 경우의 유동력의 계산
★액상화-적용범위/제한사항
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출력기능 |
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- 계산서 작성
경로보기에 의한 출력의 선택을 간단하게 할 수 있고, 출력미리보기기능을 서포트. 설계조건, 계산결과를 도표를 섞어서 프린터출력, HTML출력이 가능합니다. HTML출력, 입력데이터의 텍스트출력등을 서포트 하고 있음으로, 데이터의 재이용, 보고서의 전자화에도 편리합니다.
그대로 계산서로서 이용할 수 있는 서식이며, 필요한 부분만을 출력할 수 있도록 출력항목이 세분화되어 있습니다.
- 설계조서
비교검토결과등에 이용할 수 있도록 복수의 계산결과를 일람표형식으로 출력하는 비교표(설계조서)를 서포트. 비교표 템플리트로서 진도법, 보내법, 혼재(기초마다의 비교용)를 준비하고 있습니다. (말뚝기초, 강관널말뚝기초, 케이슨기초,
지하연속벽 기초가 대응)
주)설계조서를 실행하기 위해서는 [조표출력 라이브러리](무상)을 본 제품과는 별도로 인스톨 할 필요가 있습니다.
적용기준/참고문헌
- ・도로교시방서/동해설 2002년 3월 (사)일본도로협회
Ⅰ 공통편
Ⅲ 콘크리트교편
Ⅳ 하부구조편
Ⅴ 내진설계편
- ・설계요령 제2집 2000년 1월 일본도로공단
1장 계획
4장 기초구조
5장 하부구조
- • 말뚝기초설계편람 1992년 10월 (사)일본도로협회
• 강관널말뚝 기초설계시공편람 1997년 12월 (사)일본도로협회
• 도로교의 내진설계에 관한 자료 1997년 3월 (사)일본도로협회
• 도로교의 내진설계에 관한 자료
-PC라멘교/RC아치교/PC경사π교/지하연속벽기초/심초기초등의 설계계산 예-
1998년 1월 (사)일본도로협회
• 기설도로교기초의 보강에 관한 참고자료 2000년 2월 (사)일본도로협회
• 강관널말뚝기초 – 그 설계와 시공 – 1999년 10월 강관말뚝협회
• 말뚝/케이슨/강관널말뚝 및 지하연속벽기초의 설계계산 예 2000년2월 (주)산카이당 岡原美知夫他
• 말뚝기초의 계산법과 그 해설 1987년 1월 (사)토질공학회
• 토목연구소 자료 제1175호 널말뚝식기초의 설계법(1)1977년 2월 건설성토목연구소
• 토목연구소 자료 제1175호 널말뚝식기초의 설계법(2) 1977년 6월 건설성토목연구소
• 토목연구소 자료 제1175호 널말뚝식기초의 설계법(3) 1977년 3월 건설성토목연구소
• 알기 쉬운 케이슨기초의 계획과 설계 1998년 11월 종합토목연구소
• 강관말뚝기초의 설계와 시공 도로교시방서(2002년 3월판)개정대책 2002년 4월 강관말뚝협회
• ST마이크로파일공법 설계/시공매뉴얼(안) 2000년 5월 NIJ연구소
• 기설기초의 내진보강기술의 개발에 관한 공동연구보고서(3)
2002년 9월 독립행정법인 토목연구소 (재)선단건설기술센터
고내력 마이크로파일공법(6권의 2)
ST마이크로파일공법(6권의 3)
비틀기식 마이크로파일공법(6권의 4)
• 도로기술기준도서의 SI단위계 이행行에 관한 참고자료 제1권 – 교통공학/교량편-
2002년 11월 (사)일본도로협회
• 일반토목공법/기술심사증명보고서 합성강관말뚝(강관쏘일시멘트말뚝공법)
2000년 3월 (재)국토개발 기술연구센터
• 일반토목공법/기술심사증명보고서 HYSC말뚝(강관쏘일시멘트말뚝공법)
2000년 12월 (재)국토개발기술연구센터
★旧제품과의 차이에 대해서
★旧제품의 데이터파일에 대해서
※旧제품:UC-1for Windows(말뚝기초의 설계계산, 말뚝기초의 지진시 보유수평내력, 강관널말뚝기초의 설계계산, 케이슨기초의
설계계산, 직접기초의 지지력계산, 액상화의 판정) |
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