Evaluation of Dynamic Properties of Natural Soils and Pavement Systems Using Surface Wave Technique - Theoretical Dispersion Curves -

표면파기법을 이용한 자연지반 및 포장구조의 동적물성 추정에 관한 연구 - 이론적 분산곡선 -

A new analytical method to determine the theoretical dispersion curves of Rayleigh wave in multilayered elastic media is developed. The method developed in this study gives the solutions for unlimited frequency, and is essential part of surface wave techniques to evaluate the layer profiles and dynamic properties of soils and pavement systems. Delta-Matrix technique is utilized to overcome the overflow and loss of precision problem inherent in the original Thomson-Haskell formulation at high frequencies. Conventional inversion methods based on the original Thomson-Haskell formulation lead to erroneous results due to the limitations on the layer profiles and the magnitude of frequency. The method developed in this study establishes the base of the research on more accurate and efficient inversion method, especially for the pavement systems as well as the natural soils.

본 연구에서는 다층탄성체에서 주파수에 제약없이 Rayleigh 파의 이론적 분산곡선을 결정할 수 있는 새로운 해석적 방법을 개발하였다. 이는 표면파기법에 있어 자연지반 및 포장구조의 성층구조와 동적물성을 정확히 추정하는 역산기법의 근간이 되는 것이다. 본 연구에서는 델타 매트릭스 기법을 활용하여 원래의 Thomson-Haskell 방법이 내포하고 있는 수치한계초과 및 유효수치소실로 인한 수치연산적 장애를 극복하였다. 원래의 Thomson-Haskell 방법을 토대로 한 종래의 역산기법들은 성층구조 및 주파수 크기의 제약으로 인하여 부정확한 결과를 초래하게 된다. 본 연구에서 개발한 방법은 자연지반은 물론, 특히 포장구조에 있어 보다 정확하고 효율적인 역산기법에 대한 연구에 토대가 될 것으로 판단된다.