DOI QR코드

DOI QR Code

Correlation Analysis between Soil Shear Strength Parameters and Cone Index Using Artificial Neural Networks - 1

인공신경망을 적용한 지반 전단강도정수와 콘지수 사이의 상관관계 분석 1

  • Moon, In-Jong (Department of Civil and Environmental Engineering, Myongji University) ;
  • Kim, Young-Uk (Department of Civil and Environmental Engineering, Myongji University)
  • 문인종 (명지대학교 토목환경공학과) ;
  • 김영욱 (명지대학교 토목환경공학과)
  • Received : 2014.11.17
  • Accepted : 2015.03.12
  • Published : 2015.03.31

Abstract

This study has been undertaken to develop a relationship between the shear strength coefficients and the cone index. The theoretic mathematical equations for the relationship were rigorously investigated, and then a Artificial Neural Network(ANN) analysis was adapted to enhance the reliability of the investigation. The theoretical investigation involved various assumptions resulting in the significant error involvement of geotechnical behaviors of ground. Therefore, a model using the ANN has been learned to enhance the prediction of the cone index form the shear strength parameters. Site investigation reports from various construction fields were used for ANN model learning. The results of the study show that the model predicts the cone index from the shear strength parameters of soils very well. The further study that is undertaking has a potential promise of the generalized prediction technique for the cone index from the soil parameters.

본 연구에서는 국내 지반의 전단강도정수와 콘지수 사이의 상관관계를 확립하기 위하여 먼저 콘관입 모델을 통한 이론적 상관관계를 정리하고 이의 신뢰도를 높이기 위하여 인공신경망 기법을 적용하였다. 이론적 상관관계는 이론식을 유도하면서 적용한 가정들로 인하여 신뢰성 있는 지반의 거동을 예측하기 어려운 측면이 있다. 따라서 인공신경망 기법을 적용하여 이론적, 경험적 방법과 같은 기존의 방법과는 다른 새로운 측면에서 지반의 거동 특성을 파악할 필요성이 있다. 인경신경망 모델은 국내의 다양한 건설현장에서 수행한 지반조사 보고서를 통해서 입력자료를 확보한 뒤에 모델학습을 수행하였다. 연구결과 측정값과 예측값의 오차가 크지 않았고, 비교적 고르게 분포함을 알 수 있었다. 추후 보강된 인공신경망 모델을 구축하면 국내 특정 지역뿐만 아니라 일반화된 지역에 보편적으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. K. J. Han, S. N. Oh, W. Y. Kim and M. M. Kim, "Applicability Review of Cone Index Concept for Determination of Off-Road Tractive Performance", Korean Society of Civil Engineers, KSCE 1992 Convention, Vol.1, pp. 671-674, 1992.
  2. J. Y. Wong, "Terramechanics and off-road vehicles", Elsevier, pp. 251 pp, 1989.
  3. B. Y. Lee, S. H. Goo and Y. J. Shin, "Understanding and Development Trend of Terramechanics", The Forum of Weapon System, pp. 76-87, 2011.
  4. Behzad Rohani and George Y. Baladi, "Correlation of Mobility Cone Index with Fundamental Engineering Properties of Soil", U. S. Army Engineer Waterways Experiment Station, 1981.
  5. Y. U. Kim and I. J. Moon, "Cone Index Prediction through Shear Strength Parameters of Soil", Journal of Korean Society of Mechanical Engineers, pp. 1-2, 2014.
  6. Y. H. Park, "Study on Interaction of Soil-Tracked Vehicle", Seoul National University, Domestic Thesis, 1996.
  7. Behzad Rohani and George Y. Baladi, "Correlation of Cone Index with Soil Properties", Journal of ASCE, pp. 128-144, 1981.
  8. A. S. Vesic, "Expansion of Cavities in Infinite Soil Masses", Journal of ASCE, Vol. 98, No. SM3, pp. 265-290, 1972.
  9. K. J. Han, "A Study on Estimation of Shear Strength Parameters Using Cone Index", Seoul National University, Domestic Thesis, 1993
  10. S. J. Lee, S. R. Lee and B. S. Jang, "Prediction of Apparent Cohesion of Unsaturated Soil using Artificial Neural Network Model", Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol. 22, No. 3-C, pp. 331-344, 2002.
  11. Y. U. Kim, Y. S. Kim, N. S. Goo and J. H. Park, "Application of Artificial Neural Network Reliable to Estimation Rigidity Index of Korean Soft Clay", Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol. 26, No. 6C, pp. 421-429, 2006.