Reliability Analysis of Differential Settlement Using Stochastic FEM

추계론적 유한요소법을 이용한 지반의 부등침하 신뢰도 해석

A stochastic numerical model for predictions of differential settlement of foundation Eoils is developed in this Paper. The differential settlement is highly dependent on the spatial variability of elastic modulus of soil. The Kriging method is used to account for the spatial variability of the elastic modulus. This technique provides the best linear unbiased estimator of a parameter and its minimum variance from a limited number of measured data. The stochastic finite element method, employing the first-order second-moment analysis for computations of error Propagation, is used to obtain the means, ariances, and covariances of nodal displacements. Finally, a reliability model of differential settlement is proposed by using the results of the stochastic FEM analysis. It is found that maximum differential settlement occurs when the distance between two foundations is approximately same It with the scale of fluctuation in horizontal direction, and the probability that differential settlement exceeds the allot.able vague might be significant.

본 논문에서는 기초지반의 부등침하를 해석하기 위하여 추계론적 수치해석 방법을 사용하였다. 부등침하는 토질탄성계수의 공간적 변화와 밀접한 관계를 갖고 있다. Kriging 이론은 탄성계수의 공간적 변화를 설명하기 위하여 사용되었다. 이 방법은 선형최적불편추정기법으로 제한된 자료로 부터 최소의 분산을 가진 추정값을 구할 수 있다. 추계론적 유한요소법을 이용하여 일차근사 2차모멘트 기법으로 변위의 평균값과 분산값 그리고 공분산값을 구한다. 최종적으로 부등침하의 신뢰도모델이 제시되었다. 해석결과 두 기초사이의 거리와 탄성계수의 수평방향 변동거리가 거의 같을 때 최대부 등침하량이 일어난다는 것과 이 때 부등침하량이 허용간을 넋을 확률이 상당히 크다는 것이 밝혀 졌다.