일반적으로 포화지반의 동적거동을 정확히 예편하기 위해서는 다공성(multi-phase) 재료모델과 그 모델을 이용하는 수치해석 프로그램의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 높은 동하중을 받는 다공질 재료의 이론적인 거동해석 연구결과와 함께 기존 MPDAP(multi-phase dynamic analysis program)에 JWL(Jones-Withins-Lee) 모델을 삽입시켜 개발한 MPDAP에 대해 다루었다. JWL모델은 기존 모델과는 달리 폭약의 종류 및 특성 등을 고려할 수 있는 모델이다. 또한 본 논문에서는 개발된 프로그램의 적합성을 조사하기 위하여 몇몇 예제에 대한 검증해석을 수행하였다. 검증결과, 단일매체 (single-phase medium)에서의 탄성구형파의 전파특성 해석의 경우 해석결과와 이론해는 거의 일치하는 결과를 나타내었고, 일차원 선형 압밀해석의 경우과잉 간극수압은 Terzaghi의 이론해와 해석된 결과가 비교적 일치하는 경향성을 보여 주었다. 또한 포화지반에서의 평면 압축파 해석의 경우도 해석결과와 이미 검증된 프로그램 또는 완전해의 해석결과는 거의 유사하게 나타나는 것을 알 수 있었다.

과압밀된 점토현장에서 수행한 콘관입시헙 자료를 지구통계학 방법으로 분석하였다. 임의로 위치한 28개의 콘 사운딩 자료(A현장)와 일관되게 위치한 38개치 콘 사운딩 자료(B현장)분석에 이용되었다. 크리깅기법을 이용하여 두 현장의 콘 저항에 대한 베리어그램을 개발했다. 개발된 배리오그램은 현장에서와 수직적 상관거리 및 수평적 상관거리를 규명하는데 이용되었으며 이의 결과는 두 시험결과를 상호비교하려면 샘플링이 수평상관지리 이내에서 수행되어야하는 최적샘 플링설계로 이용된다. 베리오그램의 분석결과는 두 현장의 지질학적 형성이 수직적 및 수평적으로 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다. A현장에서의 크리깅한 콘 저항치를 3차원적으로 나타낸 표면은 콘 저항치의 공간적 변동을 이해하는데 도움을 주며 또한 지구통계학적으로 분식된 3차원적 표면은 분석된 현장의 어느위치에서나 최적의 콘 저항치를 나타낼 수 있다는 것을 의미한다.

실제지반에 하중이 가하여 질 경우 발생되는 주응력회전시의 지반거동을 해석하기 위하여 등 방단일경화구성모델이 적용되었다. 이 모델에 의한 해석결과는 Ko압밀점토의 중공 원통형 공시체에 여러가지 응력경로를 대상으로 실시된 일련의 비틀림전단시험에 의한 시험치와 좋은 일치를 보이고 있다. 결국 주응력회전시의 지반거동은 등방압축 및 통상적인 압밀비배수 삼축압축시험으로 얻을 수 있는 간단한 정보만을 활용한 이 모델로 예측될 수 있음을 알았다. 비틀림전단시험결과와 해석결과 모두에서 등방탄소성 지반거동을 최초재하 (primary loading)단계 동안에 관찰할 수 있었다. 그러나, Ko압밀응력의 등방항복면내에서 감하나 수재하와 같은 응력 반전을 실시할 경우 최대주변형률증분 방향의 해석치는 시험치와 일치하지 않았다. 이는 응력반전시의 지반거동을 해석하기 위하여는 등방경화모델 (isotropic hardening model)보다 는 이동경화모델(kinematic hardening model)이 개발되어야함을 의미한다. 또한 본 연구에서는 일공간에서 변형률증분벡터의 시험치가 관련흐름법칙 및 비관련흐름법칙에 의한 해석법과 비교되었다.

지반계수와 지반형상에 포함된 불확실성 뿐만아니라 근사적인 수치모델링에 기인하여 현장 연약지반에 대하여 예측된 거동과 실제로 계측된 거동은 매우 상이한 경우가 많다. 이러한 예측 결과를 개선하기 위하여 본 논문에서는 다음사항을 고려하였다. 계측치로부터 현장지반의 물성치를 보다 적절히 추정하기 위하여 최적화 기법이 적용되었으며, 3차원 거동효과를 효과적으로 고려하기 위하여 등가의 모델이 적용되었다. 지반의 압밀과정에 영향을 주는 수정 Carnflay모델의 지반계수값을 현장에서 계측된 침하량과 간극수압을 바탕으로 BFGS기법을 적용하여 최적화하였으며, 최적화 기법은 일반적인 압밀 해석 프로그램인 SPINED에 적용되었다. 제안된 프로그램을 사용하여 연약지반의 시간의존적인 압밀거동을 적절히 예측할 수 있다.

본 논문에는 사용종료된 쓰레기 매립장의 건설부지로의 개발가능성을 알아 보기 위하여 지반 조사와 침하해석을 수행한 결과를 나타내었다. 쓰레기 폐기물의 침하특성을 저감하고 강도특성을 향상하기 위하여 생석회와 시멘트 계통 그라우트재를 혼합 그 특성변화를 분석하였으며 대상 약액으로는 생석회, 보통시멘트, 슬래그시멘트, Geocrete시멘트의 4종류가 사용되었다. 현장지반조사 결과 쓰레기의 매립기간이 짧아 유기질 함량이 큰 쓰레기가 매립기간이 긴 쓰레기에 비교하여 최적함수비는 크고 최대건조밀도가 작은 것으로 나타났다. 매립쓰레기의 두께가 지점별로 큰 차이를 보였으며 침하량 분석 결과 위치에 따른 침하량의 차이가 크게 나타났다. 고결공법의 적용성을 검토한 결과 쓰레기 강도의 향상정도는 Geocrete시멘트, 슬래그시멘트, 보통 포틀랜드시멘트, 생석회의 순으로 우수한 것으로 나타났다.

본 고에서는 지하공동위에 위치한 확대기초의 지지력 산정기법을 제시하였다. 지지력 산정기법의 개발을 위해서 필자에의해 개발된 3차원 탄소성 유한요소해석 프로그램을 이용하여 지하공동위에 위치한 확대기초의 지지력에 대한 매개변수 변환연구를 수행하였다. 매개변수 변환연구의 결과를 이용하여 각 경계조건의 지지력을 평가하고 이를 지지력 산정기법 개발에 필요한 데 이터 베이스로 활용하였으며, 수집된 데이터 베이스에 대한 다중회귀분석을 통해 반 경험적 지지력 산정기법을 개발하였다. 개발된 지지력 산정기법은 기존의 모형기초실험 및 유한요소해석 결과와의 비교를 통해 그 타당성이 검증되었으며, 그 결과 본 연구의 범위내에 해당하는 실제 현장문제에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

지구 통계학적 방법을 이용하여 수도권 쓰레기 매립지 수리전도도의 비균질성에 대하여 분석하고 오염 이동해석을 실시하였다. 수리전도도는 가압 실내투수시험 자료와 현장 투수시험 자료를 이용하였고 지구통계학적 방법으로는 일반크리깅과 조건부 시뮬레이션 방법을 이용하였다. 그 결과 조건부 시뮬레이션에 의한 수리전도도의 비균질성이 일반크리깅에 의한 것보다 크게 나타났으며 비균질성이 큰 조건부 시뮬레이션에 의하여 구해진 수리전도도 상의 오염물이동성이 일반크리깅에 의하여 구해진 수리전도도 상의 이동 결과 보다 큰 것으로 나타났다.

본 논문에서는 무한영역에서 발생하는 임의의 1$1/r^n$변위감쇠특성을 해석할 수 있는 p-버전 정적 무한요소를 연구하였다. 무한요소를 개발하기 위하여 이론해를 근사화한 형상함수를 사용하였다. 균질한 무한 탄성체내의 공동변형문제와 반무한탄성체위에 놓인 강성기초의 거동해석을 통하여, 본 연구에서 개발된 무한요소가 무한영역을 효율적으로 묘사할 수 있음을 검토하였다.

표면파를 이용하여 지반의 강성을 추정하는 기법인 SASW 시험에서 위상속도(phase volocity)를 결정하기 위해서는 위상각(phase angle)의 전개(unwrapping)가 필수적이다. 포장 구조에서처럼 깊이에 따라 강성의 차이가 현저한 경우는 기존의 위상각 전개방식으조는 정확한 위상속도를 결정하기가 용이하지 않다. 이는 기존의 위상각 전개방식은 주위상각(principal phase angle)에 2n의 정수배를 더하는 것인데, 위상각 스펙트럼(phase spectrum)에서 정수배를 결정하는 데에 어려움이 있기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 임펄스 응답 필터 기법(Impulse Response Filtration Technique), 또는 IRF기법이라고 하는 새로운 위상각 분석 기법을 제안하였다. IRF 기법의 원리는 임펄스 응답을 필터 처리함으로써 파군(wave group)을 분리하는 것인데,파군의 분리는 임펄스 응답에 대한 Gabor spectrogram을 분석한 정보를 근거로 한다. Gabor spectrogram은 전파되는 파의 에너지를 주파수-시간 공간에서 나타내는 contour 그림으로서, 파군의 전파 상황을 시각적으로 표현하는 수단이다. 이렇게 필터 처리된 임펄스 응답을 이용하면, 위상각 스펙트럼의 분석을 정확하게 할 수 있으며, 위상각의 전개에 있어서 난해함을 제거할 수 있다. 끝으로, 전쳔적인 포장 구조에 대하여 이론적으로 SASW 시험을 모사하였으며, 그 결과를 이용하여 IRF기법의 효용성을 입증하였다.

구조물의 형상 변화를 연속적으로 고려할 수 있는 유한요소법 원리에 기초하여 탄성지반내에 단계적 터널굴착시 임의의 굴착단계에서 발생한 증분변위와 굴착전 암반내에 존재하는 초기응력의 크기가 선형관계에 있음을 유도하였다. 즉, 총변위가 아닌 임의 단계에서 계측된 증분변위만으로 탄성지반내 초기음력의 역산이 가능함을 이론적으로 증명하였다. 이러한 이론적 관계식에 기초하여 다단계 터널굴착시 계측된 증분변위를 이용하여 초기응력을 역산할 수 있는 역해석 프로그램을 작성하였다. 간단한 예제를 통하여 구성한 프로그램의 정확성과 현장 적용 가능성을 검토하였다.

A Study on the 본 연구에서는 플라스틱드레인을 이용하여 진공수평배수에 의해 개량된 준설 점토 지반의 압밀거동을 파악하기 위하여 대형 압밀시험을 실시하였으며, 실험 결과가 포텐결중공원주의 압밀이론을 이용한 수치해석에 의해 비교 검토되었다. 본 연구 실험결과에 의하면 수평배수진공압밀시험은 점토층 내부의 함수비 및 간극수압과 드레인 배수 속도 등이 진공압밀 시간 경과에 따라 감소되어 압밀이 급속하게 진행되고 있음이 확인되었다. 점토층 중공원주의 방사류에 대한 선형포텐샬압밀이론을 이용하여 수치 압밀해석 결과 간극수압은 확산 형태보다 흙의 변형과 투수에 의해 크게 좌우되고 있으므로, 지표면 부근에서의 실측 침하량은 압밀응력증가율 a가 -0.5정도에서 수치해석과 일치하며 또한 드레인 설치 부근에서의 점토층 침하량은 Baryon 압밀이론과 유사한 거동을 나타내고 있다. 최종적으로 수평 배수에 대한 적당한 선택과정을 포함한 설계 및 시공관리가 시험결과에 의하여 설명 되었으며 포텐셜압밀이론은 진공배수시 수평드레인에 의한 압밀거동을 정확하게 예측할 수 있다.

본연구는 유한요소법을 이용하여 중간토지 반에 있어서의 부분배수의 정도가 지지력 및 변형 특성에 미치는 영향을 해석적으로 고찰한 것이다. 동시에 계산 결과를 모형실험 결과와 비교하여 계산법의 타당성 및 부분배수의 현상이 발생하는 지반의 지지력 문제에의 적용성을 검토하였다. 해석에는 수정 Cam-clay를 이용한 프로그램 CRISP90을 이용하였고,모델실험에서는 원심 모형시험장치를 이용하였다. 해석 결과, 부분배수의 영향을 받는 중간토지반의 하중칙하 관계를 충분한 정도로 표현할 수 있으며, 동법에 의해 상대재하속도를 배수, 비배수 및 부분배수영역의 3영역으로 분류 가능하고, 부분배수 영역의 범위는 10절도임을 밝혔다.

보강재의 방향, 표면거칠기 그리고 점토의 함수비가 보강점토의 응력-변형률 거동 및 파괴거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 강으로 보강된 점토를 대상으로 일축압축시험을 실시하였다. 시험결과 보강점토 강도의 증가 또는 감소는 보강재의 방향과 점토의 함수비에 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 보강재 설치방향에 따른 점토의 강도저하는 점토와 보강재의 경계면 끝에서 발생된 균열과 관련이 있는 것으로 판단된다. 파괴역학 이론을 적용하여 보강점토의 파괴 거동에 대한 이론적인 고찰을 하였으며 시험 결과를 이론적인 예측결과와 비교하였다. 폐합된 균열이 내재된 물질의 파괴기준을 적용하여 예측한 균열진행 방향은 시험으로부터 측정된 값과 비교적 잘 일치되었다.

표준관입시험에서 해머가 낙하하여 발생한 충격에너지가 샘플러에 전달되는 과정에 여러 가지 제한 및 문제점 때문에 에너지 손실이 일어나게 마련이다. 시험결관인 N치를 보정하기 위해서는 로드에 전달되는 에너지 수준이 측정되어야 한다. 이 연구에서는 충격에너지와 모루를 통하영 로드에 전달되면서 손실된 에너지가 반영된 로드 에너지의 비율 즉, 표준관입시험의 동적 효울을 Charpy 충격시험장치를 이용하여 측정하고, 항타 분석 프로그램인 GRL-WEAP해석과 현장시험으로 비교 및 확인 하였다. 연구결과 R-P해머와 바동해머의 동적표효율이 0.726과 0.728로 각각 산정되었으나 0.72로 같게 제시하였다. 이 값에 현장측정한 해머에너지 수준 64.2%(R-P)및 75.%(자동)를 적용하여 측정 N 가치를 보정할 수 있는 SPT의 평균에너지비를 46.7% 및 54.5%호 산정하였다.