Abstract
This paper presents a back-calculation technique leer the prediction of the behavior of earth wall inserted in multi-layered soil deposit. The soil properties are back-calculated from the measured displacement at each construction stage and the behavior of earth wall far the next construction stage is predicted using back-calculated soil properties. For multi-layered soil deposit, the back-calculation would be very difficult due to the increase in the number of variables. In this study, to solve this difficulty, the back-calculation was performed successively from the lowest layer to the upper layers. An efficient elasto-plastic beam-column analysis was used for forward analysis to minimize the computation time of iterative back-calculation procedure. The coefficients of subgrade reaction and lateral earth pressure necessary for the formation of p-y curve were selected as back calculation variables, and to minimize the effect of abnormal behavior of the wall which might be caused by any unexpected action during construction, the difference between measured displacement increment and computed displacement increment at each construction stages is used as the objective function of optimization. The constrained sequential linear programming was used for the optimization technique to found values of variables minimizing the objective function. The proposed method in this study was verified using numerically generated data and measured field data.
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.
