A Nonlinear Analysis of Half Plane Problems Using Coupling of Finite Elements and Boundary Elements

유한요소와 경계요소의 조합에 의한 반무한 영역 문제의 비선형해석

A procedure which may be useful in dealing with problems of half plane is considered. Boundary elements are combined with nonlinear finite elements to facilitate their merits. Boundary elements for semi-infinite region are composed using the Melan's solution for half plane. Nonlinear finite elements are used to model irregularity or nonhomogeneity of elasto-plastic materials, which is usual in underground structures. In order to verify the procedure, a shallow tunnel under internal pressure is analysed using the nonlinear finite element method and combined method. It is shown that the developed procedure is accurate enough compared with other method.

본 논문에서는 경계요소법과 비선형 유한요소법의 각 장점을 이용하여 반무한 영역을 가진 구조체의 해석방법을 논하였다. 여기서, 반무한 경계요소는 Melan의 반무한 평면에 대한 해로부터 구성하였다. 비선형 유한요소는 지하구조물에서 주로 접할 수 있는 탄소성 재료의 비균질성 또는 불규칙성을 모형화하기 위하여 사용하였다. 본 조합방법의 검증을 위하여 얕은 터널에 일정한 내압이 작용하는 경우를 택하여, 비선형 유한요소법과 조합방법의 결과를 비교하였다. 비교결과, 개발된 조합방법이 다른 해석방법에 비해 충분한 정확도를 가짐을 알 수 있었다.