• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.45-55
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• 1999

파랑에 의한 불포화된 해저지반의 거동, 액상화와 전단파괴에 대한 연구이다. 불포화된 지반은 유체가 채워진 다공성 탄성체로 모델화 하였다. 유체의 흐름과 토립자의 변형은 Biot의 이론에 따른 지배방정식으로 나타내었다. 이 방정식은 준해석적 방법으로 풀어 불포화된 다층의 지반에 대하여 응력과 간극수압을 평가하였다 준해석적 방법은 기존의 해석방법과 달리 다층의 이방성 지반을 연속적으로 해석할 수 있다. 해석결과에 의하면, 지반의 포화도는 불포화된 다층의 지반에서 응력과 간극수압의 크기에 가장 큰 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 또한, 해석결과를 토대로 지반의 액상화 발생과 전단파괴에 대한 검토를 실시하였으며, 그 결과 최대 전단파괴가 발생된 깊이가 최대 액상화 발생지역 보다 깊은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.55-64
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• 2002

본 논문에서는 점탄-점소성 구성모델을 다층지반에서의 대형지진 발생시의 조건에 적용하기 위해 일본 고베 포트아일랜드에서 발생한 1995 Hyogoken Nanbu 지진에 대한 지진응답 해석을 수행하였다. 지진응답해석 결과 점성토의탄-점소성 모델과 점탄-점소성 모델로 계산된 가속도 기록은 포트아일랜드에서 계측된 가속도 기록과 거의 일치함을 알 수 있었으며, 점성토 지반 부근에서 점탄-점소성 모델과 탄-점소성 모델은 미세하게 다른 거동 특성을 나타내어 점소성 모델의 타당성을 확인하였다. 따라서 동적 점탄-점소성 구성모델은 대변형률 영역에서 점성토의 소성변형을 유발하는 대형 지진 등의 발생시 점성토의 증폭 및 감쇠특성의 파악을 위해 적용가능한 모델임이 입증되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.93-100
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• 2009

본 연구에서 역해석에 이용한 직접법은 실제 변위와 목적함수의 차이를 최소화하고 미지변수를 보정하는 최적화가 핵심 과정이다. 연구과정이 복수의 지층을 단계별로 역해석하여 각 지반의 미지변수를 역해석하기 때문에 지층 간 미지변수의 간섭 효과를 최소화 할 수 있는 추가적인 최적화가 필요하다. 따라서 효율적이고 정확한 최적화를 위해서 목적함수의 편미분 계산과정이 없이 최적해를 구할 수 있는 직접탐색법(direct search method)을 사용하였다. 본 연구의 목적은 지하구조체가 포함된 지층을 상부와 하부의 지층으로 모형화하고, 다중 미지변수를 역해석하는 기법을 개발하는 데에 목적을 둔다. 또한 단계별 역해석된 미지변수의 상호 간섭 오차를 최소화하기 위해서 반복 역해석을 실시하고, 실제 존재하는 터널에 대하여 적용성에 대해 검토하였다. 그 결과, 단층 모형화보다 다층 모형화 결과가 실제 지하구조물거동을 정확히 나타냈으며 다층 경계부에 위치한 지하구조물의 다층지반 모형화를 통한 역해석이 유효함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.71-78
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• 2002

본 연구에서는 다층지반에 근입된 흙막이 벽의 단계별 계측변위로부터 각 층의 지반물성을 추정하고 이로부터 차기단계의 거동을 예측하기 위한 역해석 기법을 제안하였다. 지반이 다수의 층으로 구성되어 있을 경우 찾아야 할 대상변수가 많아지게 되며, 대상변수가 많아질수록 역해석에 상당한 무리가 따르게 된다. 이러한 층별 지반물성을 효율적으로 추정하기 위하여 최하단층부터 순차적으로 대상변수들을 찾아가는 방법을 이용하였다. 역해석은 상당량의 반복계산이 필요하기 때문에 정해석 방법으로는 해석시간이 짧고 시공단계 별 해석이 가능한 탄소성보법을 사용하였다. 역해석 대상변수는 탄소성 하중-변위 곡선의 구성요소인 지반반력계수와 수평토압계수들을 취하였으며, 목적함수는 이상변위에 의한 오차를 최소화시키기 위하여 단계별 계측변위 증분과 해석변위 증분의 차이로 구성하였다. 목적함수를 최소화 시키는 대상변수들을 찾기 위한 최적화 수법으로는 제약순차선형계획 법을 이용하였다. 본 연구를 통하여 제안된 방법을 수치해석자료 및 현장계측자료를 이용하여 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.105-115
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• 2000

본 연구는 현실에 부합하는 연약지반의 압밀거동을 예측하기 위한 연구로서, 일단 3차원 배수 조건하에서 지반의 자중 및 압축성과 투수성의 비선형적 성질이 고려된 비선형 압밀모델을 구성하였다. 또한 연직 배수재의 시공과정에서 발생할수 있는 지반의 교란현상 및 다양한 이질층의 구성, 점증적인 하중재하 조건, 연직배수재의 부분관입 조건에 대한 고려가 가능하도록 비선형 압밀모델을 수정, 보완하였다. 이상의 연구결과를 바탕으로 유한차분방법에 의한 수치해석을 실시하였고 최종적으로 각종 희귀분석과정을 도입한 3차원 비선형 압밀해석 프로그램을 개발하였다. Ska-Edeby의 시험시공 사례를 통한 개발 프로그램의 검증을 실시하였는데, 시험시공 사례의 경우, 현장에서 측정한 깊이별 침하량 및 간극수압 결과를 개발 프로그램에 의한 예측결과와 비교, 분석하였다. 또한 개발 프로그램을 이용하여 다층지반 해석과 관련된 기존 해석방법의 문제점 및 지반의 교란효과와 연직배수재의 부분관입조건, 점증적인 하중재하 조건등이 지반의 압밀거동에 미치는 영향에 대해 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.35-45
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• 2016

해양구조물을 지지하기 위해 사용되는 버킷기초를 설계하는데 있어 수직지지력을 정확하게 예측하는 것은 중요하다. 사질토 또는 점성토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력에 대한 실험적, 이론적 연구가 많이 수행되었지만, 실제와 같은 다층지반에서의 산정방법은 명확하게 제시되지 않았다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 점성토 지반 위의 사질토 층에 설치된 버킷기초의 수직지지력을 산정하였다. 사질토의 마찰각, 점성토의 비배수전단강도, 사질토 층 두께, 기초의 장경비가 다양한 조건에 대하여 매개변수 해석을 수행하였으며, 이들의 영향에 따른 지반의 파괴 메커니즘 차이를 분석하였다. 최종적으로 수치해석을 수행하여 얻어진 극한지지력의 결과를 바탕으로 버킷기초 설계에 사용할 수 있는 지지력 산정 차트를 제시하였다. 또한 설계차트에 직접 제시되어 있지 않은 조건에 대해서는 차트에 제시된 값에 선형보간법을 적용하여 버킷기초의 선단지지력을 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.83-91
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• 2001

본 연구에서는 2차원 평면상에서 자유장응답 해석을 위하여 유한요소-경계요소 조합에 의한 수치해석기법을 개발하였다. 전체 계를 외부영역과 내부영역으로 구분하였다. 외부영역은 동적 다층반무한 기본해를 이용한 경계요소로 모형화되고 내부영역은 유한요소로 모형화하여 조합하였다. 다층지반의 외부에서 입사하는 지진에 의한 지진응답해석을 수행하기 위하여 동적기본해를 이용한 자유장응답해석을 수행하였다. 지진응답해석에서는 지반의 전단병형률에 따라 변화하는 비선형특성을 모형화하기 위해 등가선형화기법을 적용하였다. 지진응답해석의 검증에 의하여 해석결과를 상용프로그램의 결과와 비교하였다. 결과적으로 지진응답해석을 효과적으로 수행할 수 있는 수치해석기법을 개발하였고 구조물이 있는 경우로의 확장돠 가능하게 되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.237-244
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• 2000

Piles are often subjected to both axial and lateral loads. The nonlinear subgrade reaction method is widely used for the design of laterally loaded piles and in this approach the soil reaction is replaced with a series of independent nonlinear Winkler springs. In this study, Laterally loaded high strength H-piles were analyzed using a finite difference solution, and three p-y curve models with different k values(the coefficient of horizontal subgrade reaction, ［FL$\^$-3/］) were evaluated using data obtained from various field tests, and another analysis method using Q$\sub$g/ - y$\sub$g/ curve was developed. The results of this analysis were compared with the measured values to assess their applicability.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.437-448
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• 2000

본 연구에서는 외부의 동하중에 의한 다층 지반-말뚝 상호작용계의 해석을 위한 동적 유한요소-경계요소 조합 주파수 응답해석 알고리즘을 개발하였다. 전체 상호작용계를 내부영역과 외부영역으로 나누고, 내부영역에 보요소를 도입하여 말뚝을 모형화 하고 평면변형률 요소로 모형화된 지반과 조합하였다. 말뚝머리 절점에 집중질량을 이용하여 상부구조물을 고려하므로써 전체 지반-말뚝 상호작용계의 내부영역을 형상화하였다. 외부영역에 동적 기본해를 이용한 경계요소 해석을 도입하고 유한요소로 구성된 내부영역과 조합하므로써 반무한체에 대한 방사조건을 만족시키고 내부의 복잡한 기하학적 성질과 다양한 물성의 고려가 가능한 수치해석 기법을 개발하였다. 개발된 지반-말뚝-구조물계의 상호작용 해석법에 대한 타당성을 알아보기 위해 다층반무한 지반에 근입되어진 말뚝에 조화하중을 가하여 동적 응답해석을 실시하고 기존의 연구결과 및 실험값과 비교 검증하였다. 또한 상호작용계의 주요 인자들의 변화를 통한 다양한 해석을 수행하므로써 다층 반무한 지반에 근입되어진 말뚝의 동적 특성을 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.5-13
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• 2003

쏘일네일링 공법은 작업공간의 확보가 용이하고 네일길이가 어스앵커보다 비교적 짧아 도심지 지하굴착에 매우 이로운 장점이 있다. 이 공법이 도입된 이후 쏘일네일링 벽체의 거동에 관한 연구는 토조에 의한 모형실험과 이론적 연구가 진행되고 있지만 지반조건이 다층토로 구성된 현장에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 국내 다층토 지반에 시공된 쏘일네일링 현장에서 시공중 측정된 수평변위를 토대로 한 역해석적 방법에 의해 배면지반의 이완영역거리와 이완영역계수를 고찰하였다. 연구결과에 의하면 쏘일네일링 벽체 배면지반의 이완 영역거리는 최종굴착깊이의 증가에 따라 증가함을 보였으며, 그 비율은 최종굴착깊이의 94% 정도로 나타났다. 토사층과 암층이 혼합되어 있는 다층토 지반에서 토사층의 비율이 클수록 이완영역계수도 증가하였으나, 약 1.05값에서 수렴하는 경향을 나타냈다. 벽체 최대수평변위에 대한 지표면 최대수직변위와의 관계는 역해석결과에서 지표면 최대수직변위가 최대수평변위의 80%이하로 나타났으며, Caspe방법에 의한 지표면 최대수직변위는 최대수평변위의 150~280%의 범위로 나타나 역해석결과보다는 매우 큰 값을 나타내 Caspe방법이 매우 보수적임을 확인하였다.