Back Analysis Method for Material Properties of Multi-layers Ground Considering Multiple Unknown Variables

A core procedure of the direct search method used in this study is optimizing a difference between objective function and real displacement and correcting unknown variables. Because the research procedure comes from back-analyzing of the unknown variable of each layer, back-analyzing results need an additional optimization to minimize interferential effects of unknown variables. Therefore, the direct search method Is used to obtain optimized solutions without a partial differentiation of an objective function. The object of this research is developing the back analysis technique for multi-unknown variables by modeling the soil including underground structure Into upper and lower layer. In order to minimize interferent errors, repeated back analysis is performed and applicability on the real tunnel is examined. Consequently, the multi-layer analysis model is more precise in describing the real behavior of underground structure. It shows the validity of back analysis far multi-layer model which is the understructure placed on multi-layer boundaries.

다중 미지변수를 고려한 다층지반 역해석

본 연구에서 역해석에 이용한 직접법은 실제 변위와 목적함수의 차이를 최소화하고 미지변수를 보정하는 최적화가 핵심 과정이다. 연구과정이 복수의 지층을 단계별로 역해석하여 각 지반의 미지변수를 역해석하기 때문에 지층 간 미지변수의 간섭 효과를 최소화 할 수 있는 추가적인 최적화가 필요하다. 따라서 효율적이고 정확한 최적화를 위해서 목적함수의 편미분 계산과정이 없이 최적해를 구할 수 있는 직접탐색법(direct search method)을 사용하였다. 본 연구의 목적은 지하구조체가 포함된 지층을 상부와 하부의 지층으로 모형화하고, 다중 미지변수를 역해석하는 기법을 개발하는 데에 목적을 둔다. 또한 단계별 역해석된 미지변수의 상호 간섭 오차를 최소화하기 위해서 반복 역해석을 실시하고, 실제 존재하는 터널에 대하여 적용성에 대해 검토하였다. 그 결과, 단층 모형화보다 다층 모형화 결과가 실제 지하구조물거동을 정확히 나타냈으며 다층 경계부에 위치한 지하구조물의 다층지반 모형화를 통한 역해석이 유효함을 확인하였다.