The physical-based and lumped-parameter hydrologic groundwater flow model for predicting the rainfall-triggered rise of groundwater levels in hillside slopes is developed in this paper to assess the risk of landslides. The developed model consists of a vertical infiltration model for unsaturated zone linked to a linear storage reservoir model(LSRM) for saturated zone. The groundwater flow model has uncertain constants like soil depttL slope angle, saturated permeability, and potential evapotranspiration and four free model parameters like a, b, c, and K. The free model parameters could be estimated from known input-output records. The BARD algorithm is uses as the parameter estimation technique which is based on a linearization of the proposed model by Gauss -Newton method and Taylor series expansion. The application to examine the capacity of prediction shows that the developed model has a potential of use in forecast systems of predicting landslides and that the optimal estimate of potential 'a' in infiltration model is the most important in the global optimum analysis because small variation of it results in the large change of the objective function, the sum of squares of deviations of the observed and computed groundwater levels. 본 논문에서는 가파른 산사면에서 산사태의 발생을 예측하기 위한 수문학적 인 지하수 흐름 모델을 개발하였다. 이 모델은 물리적인 개념에 기본하였으며, Lumped-parameter를 이용하였다. 개발된 지하수 흐름 모델은 두 모델을 조합하여 구성되어 있으며, 비포화대 흐름을 위해서는 수정된 abcd 모델을, 포화대 흐름에 대해서는 시간 지체 효과를 고려할 수 있는 선형 저수지 모델을 이용하였다. 지하수 흐름 모델은 토층의 두께, 산사면의 경사각, 포화투수계수, 잠재 증발산 량과 같은 불확실한 상수들과 a, b, c, 그리고 K와 같은 자유모델변수들을 가진다. 자유모델변수들은 유입-유출 자료들로부터 평가할 수 있으며, 이를 위해서 본 논문에서는 Gauss-Newton 방법을 이용한 Bard 알고리즘을 사용하였다. 서울 구로구 시흥동 산사태 발생 지역의 산사면에 대하여 개발된 모델을 적용하여 예제 해석을 수행함으로써, 지하수 흐름 모델이 산사태 발생 예측을 위하여 이용할 수 있음을 입증하였다. 또한, 매개변수분석 연구를 통하여, 변수 a값은 작은 변화에 대하여 목적함수값에 큰 변화를 일으키므로 a의 값에 대한 최적값을 구하는 것이 가장 중요한 요소라는 결론을 얻었다.

말뚝의 주면마찰력은 전체 지지력중 상당한 하중을 지지할 수 있으나 실제 설계시에는 무시되는 경우가 많이 있다. 주면마찰력을 설계에 반영할 경우에도 계산결과의 신뢰도는 매우 낮은 것이 현실이다. 국내의 사정은, 설계 자료로 활용할 수 있는 것은 표준관입시험 결과뿐인 경우가 대부분으로 빈곤하며 특히 국내에 많은 화강암, 편마암의 풍화잔류토에 관해서는 설계자료가 극히 희박해 외국에 비해 열악하다. 최근에 국내에서 개발된 간편한 말뚝재하시험(simple pile loading test: SPLT)의 사용은 선단지지력과 주면마찰력의 별도 측정이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 풍화잔류토 지반에서의 SPLT 결과를 분석하여 N값에 의한 새로운 설계관계식을 제안하였다.

지진하중을 받는 완전포화된 모래지반위에 구조물이 있을 경우(비등방상태) 또는 없을 경우 (등방상태)에 대하여 액화의 가능성을 평가하고 간극수압의 발생을 예측하기 위하여 확률론적 그리고 통계적 방법을 사용하였다. 본 연구를 수행하기 위하여 포화된 모래지반의 등방, 비등방상태하의 전단강도와 반복하중과 의 관계를 나타내는 동적전단강도계수들이 제시되었다. 이 전단강도계수들을 사용하여 지진에 의하여 발생되는 간극수압을 예측하는 프로그램과 그리고 저항과 하중계수들에 내포되어 있는 불확실성을 고려하여 액화가 일어날 확률을 구하는 프로그램을 3차원 Random Field Model을 사용하여 개발 하였다. 개발된 프로그램을 하나의 예제에 적용하였다. 그결과 등방상태가 비등방상태보다도 액화의 가능성이 높았고 상재하중이 커질수록 액화의 가능성은 낮았다. 또한 간극수압비는 Kc 값이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.

지반재료의 탄소성 구성 모델은 유연성과 안정성을 동시에 만족하여야 공학적으로 의미를 가지며 실용적으로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 안정성이 있는 계수를 사용하는 수정 Cam-clay 모델을 근간으로, 한계상태 간격비를 계수로 도입하여 더욱 유연성이 있는 모델을 제안하였다. 한계상태 간격비는 추가적인 실험없이 간편하게 구할 수 있으며 특히 비배수 전단거동에 대하여 실용적으로 사용될 수 있다. 제안된 모델은 비 배수전단 삼축압축시험에 대하여 응력경로 및 응 력-변형률관계를 수정 Cam-clay 모델에 비하여 매우 정확하게 예측할 수 있었다. 뿐만 아니라 전단변형률 속도, 크리프 및 응력이완의 영향을 고려할 수 있었다. 특히 실제의 상태경계면을 표현 탄성 -완전소성모델, 사용해야 삼축압축시험중 비 배수시험이 W W 삼축압축시험시 전단시험을 논문에서 해석한 점토질 지반의 거동에 대하여 관련유동칙을 따른다는 가정이 잘 적용되기 때문이라고 판단된다.

지질구조의 일례를 모형화하여 3종류 시료에 대해 간극수압계를 사용하여, 가압수두와 간극비 변화에 따른 간극수압 변화측정을 60회의 실험을 통하여 실시하였다. 본 연구는 불포화 붕적토층에서 간극비와 가압수두 변화에 따른 간극수압의 변화를 기록하여 최종간극수압 VWT와 공기간극수압 Ua를 구하여 이들의 변화를 최종반응률과 공기반응률로 나타냈으며, 시료별로 투수계수와 간극비의 관계를 수식화 하였다. 실험결과 시료에 따라 간극수압 변화 형태가 계단형과 파형으로 나타났으며, 최종간극수압까지의 시간 지체는 모래, 사질실트, 점토질 모래 순이었다.

정규압밀점토의 거동을 예측하기 위한 새로운 구성방정식이 제안되었으며, 그 골격은 Roscoe 와 Poorooshasb의 증분응력-변형률이론의 기본개념에 근거를 두고있다. 비배수 조건에서의 유효응력경려폰t은 새로운 간극수압계수(C)를 이용하여 유도되었고, 여기 에서 간극수압계수는 표준화묀 간극수압과 응력의 관계에서 직선의 기울기로 표시된다. 비배 수 응력경로와 일정응력비경로(constant stress ratio path)를 따라 발생하는 응력의 증가량을 알게되면, 이때의 체적변형률은 간극비-대수평균 연직 응력(e-dnp) 관계의 선형 특성으로부 터 계산될 수 있다. 또한 Roscoe와 Burland의 수정 Cam-clay 이론에서 유도된 유동법칙(flow rule)을 적용하여 임의 응력점에서의 전단변형률을 예측할 수 있다.

본 문은 Lade의 단일항복면 구성모델(single work-hardening model)을 선정하여 사질토의 거동해석에 필요한 토질매개변수를 실내시험을 하여 구하는 과정에서 필연적으로 발생하는 실험오차가 해석결과에 미치는 영향을 분석하였다. 연구방법으로서는 백마강 모래에 대하여 등방압축-팽창시험과 구속압력을 달리한 일련의 배수삼축시험을 하고 이 시험자료를 이용하여 회귀분석을 근거로, 본 연구에서 개발된 토질 매개 변수 결정 프로그램에 의해 기찬매개변수를 결정하고 그 평균치에서 표준편차를 증감시켜 축방 향변형률에 대한 축차응력 및 체적변형률의 상계 및 하계 범위를 밝힘으로서 각 토질매개변수의 민감도를 규명하였다. 그 결과 토질매개변수결정 프로그램의 실용성이 크다는 것을 화인하고 Lade의 단일항복면 구성모델의 예측능력이 좋다는 것을 알았다.