• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.25-32
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• 2016

지반공학에서 평면변형율을 가정하는 2차원 사면안정해석은 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이 가정은 사면활동이 넓은 영역에 걸쳐서 발생되는 가정이므로 3차원 효과가 무시된다. 대다수 연구에서 2차원해석의 최소안전율값은 3차원해석에 비하여 작게 평가되는 보수적인 결과를 나타낸다. 최근에는 컴퓨터의 소프트웨어와 하드웨어를 포함한 해석방법의 발달로 3차원해석에 대한 요구가 커지고 있다. 본 논문에서는 원호모드, 병진모드사면을 이용하여 유한요소에 의한 2, 3차원해석 및 2차원 한계평형해석을 통하여 수치해석을 실시하였다. 해석결과 매개변수(요소망크기, 체적팽창각(dilatency angle), 경계조건, 응력이력, 모델차원)에 따른 사면안정해석에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과 2차원 해석보다 3차원 해석에 의한 사면의 안전율 값은 항상 크게 평가되며, W 뱡향 경계조건이 롤러지지인 경우, 사면폭에 의한 결과 차이는 없는 것으로 조사되었다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.451-460
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• 2004

사면안정해석에 일반적으로 이용되는 2차원 한계평형해석에서는 활동면의 강도를 활동면 전체에 동일하게 설정한다. 그러나 사면의 활동면에서 저면부와 가장자리부의 강도는 다른 경우가 대부분이다. 4가지 절취모델을 이용한 3차원 사면안정해석의 결과에 따르면 활동면내에서 가장자리부의 저항력이 사면의 안정성에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 3차원 사면안정해석에서 활동면 강도를 저면부와 가장자리부로 구분하여 설정함으로써 지금까지 고려하지 못했던 사면 가장자리부의 전단강도가 사면안정에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있었다. 활동 저면부의 저항력이 낮은 경우에는 사면의 측부 절토에 의하여 안전율이 크게 저하되며, 저항력이 높은 경우에는 말단부 절토에 의하여 안전율이 저하되고 두부 절토에 의하여 안전율이 향상된다.

• 지질공학
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• 제21권1호
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• pp.57-64
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• 2011

화강암과 안산암질 암맥이 공존하고 있는 붕괴사변을 대상으로 지질에 의한 전단강도의 차이를 반영한 3차원 사면안정해석을 수행하였다. 지질이 서로 다른 두 종류의 파괴면에 대한 전단강도를 파악하기 위하여 흙-암 경계면 직접전단시험을 수행하였고, 또한 상부 풍화토층에 대한 실내토질시험을 실시하였다. 시험결과 풍화토층에 비하여 흙-암 경계면의 전단강도가 낮게 나타났다. 사면내 지질분포의 차이가 안정성해석 결과에 영향을 주는 것을 알아보기 위하여 한계평형법을 이용한 2차원사면안정성 해석을 대표단면에서 실시하였으며, 사면내 분포지질에 따라 입력치를 다르게 할 수 있는 3차원사면안정성해석을 실시하여 2차원안정성해석과 그 결과를 비교하였다. 해석결과에 의하면 안전율이 건기시 0.92와 포화시 0.32로 모두 불안정하게 나타난 2차원해석결과와는 달리 3차원해석결과에서는 건기시에 안전율이 1.26, 포화시에 0.55로 나타났다. 이러한 결과는 사면내 지질분포를 고려할 경우 안정성 해석의 결과가 달라질 수 있음을 보여주고 있으며, 우기 직후 붕괴가 일어났던 점을 고려하면 3차원해석결과가 보다 현실적인 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.19-24
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• 2010

사면의 거동에 관한 종래의 해석 기법은 사면거동을 시간과 변위의 2차원 크리프로 해석하는 것이었으나, 이러한 해석 기법은 강우에 의한 응력변화를 고려 않고 시간에 따른 변위만을 고려하여, 강우 시 사면의 거동 및 붕괴를 설명하지 못한다. 또한 강우에 의한 이력현상으로 인해 파괴면내의 전단에너지가 감소한다. 크리프 해석은 응력항을, 이력현상 해석은 시간항을 무시한 해석이므로, 두 가지 해석을 결합하여, 사면의 거동을 해석한다면, 응력변화, 변위 및 시간을 모두 고려한 실제 사면의 거동해석이 됨을 알 수 있다. 그러나 응력변화에 관한 항은, 강우로 인한 실제 사면의 침투 및 배수 시, 전단응력의 변화 및 전단강도의 변화를 동시에 유발하므로, 이 두 항을 동시에 고려할 수 있는 안전계수항으로 바꾸어야 한다. 본 논문은 강우의 지반침투 및 배수로 인하여 사면의 단위중량이 변하는 과정에 대한 크리프와 이력현상을 고려할 수 있는 결합해석으로 고찰하고 이에 따른 사면붕괴에 관한 전단응력과 전단강도의 변화 및 안전계수변화를 3차원으로 나타내고자 수행한 결과이다.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.181-187
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• 2012

방재분야에서 컴퓨터 시뮬레이션 방법을 이용한 많은 연구는 재산 피해를 줄이고 인명을 구할 수 있다. 불연속변형해석법(DDA)은 불연속성 암반의 거동을 해석하기 위한 새로운 컴퓨터 시뮬레이션 방법이다. 현실적으로 대부분의 암반사면은 3차원적 문제이기 때문에 2차원 변형해석은 적용하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 3차원 불연속변형해석법 관한 이론을 기술하였으며, 불연속성 암반에서의 컴퓨터 시뮬레이션 기법으로 새롭게 개발한 3차원 불연속변형해석법을 제안하고, 암반사면의 파괴 거동에 적용했다. 암반사면 현장에 적용하여 결과를 비교 검토함으로써, 암반사면의 변형과 파괴 메커니즘 해석에 있어서 개발한 3차원 불연속 변형 해석법의 적용성에 대한 검증을 하였다.

• 지질공학
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• 제14권2호
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• pp.235-241
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• 2004

사면활동은 삼차원적인 토괴 혹은 암괴의 입체적 움직임의 산물이며 여러 가지 복잡한 지질학적 요인에 의하여 발생하고 있다. 하지만 사면안정해석은 일반적으로 이차원적으로 수행됨으로써 해석모델을 극히 단순화시키고 있다.(중략)

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.41-50
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• 2001

본 연구는 모래사면의 언덕근처에 설치된 짧은 말뚝의 수평하중의 영향에 관한 것이다. 3차원 탄소성 유한요소법해석과 실내 모형실험의 결과를 비교하였다. 경사 30$^{\circ}$의 사면에 시공된 짧은 말뚝의 특성을 파악하기 위해, 사면언덕에서 모형말뚝까지의 거리를 3종류로 상이하게 하여, 모형실험을 실시하였다. 사용된 모래의 지반특성은 배수조건하의 삼축압축실험으로 결정하였다. 동시에 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석결과와 모형실험결과를 비교하였다. 본 유한요소법의 해석에 있어서 모래지반을 탄성완전소성모델(Elastic-perfectly plastic model)로 가정하여, 파괴기준으로 Mohr-Coulomb 식과 소성 포텐셜에 대해서는 Drucker-Prager 식을 적용한 MC-DP 모델로 하였다. 이러한 MC-DP 모델의 구성식은 유한요소법에서 있어 계산치의 수렴에 유익하다. 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석이 사질토 사면의 언덕 부근에 설치된 단하의 수평거동에 대한 파악에 유효하다는 것을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.381-391
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• 2007

본 연구에서는 2차원 유한요소법과 3차원 한계평형법을 함께 이용하여 테일러스 분포사면의 안정성을 해석하였다. Phase2를 이용한 유한요소해석에서는 발생응력의 분포를 이용하여 파괴심도를 추정하였다. 파괴면은 테일러스층 하부에 약 3-10m의 두께로 분포하는 붕적층 내에서 발생하였다. 유한요소해석 결과와 지질조사결과를 바탕으로 3차원 모델을 작성하여 한계평형해석을 실시하였다. 3차원 한계평형해석결과를 보면 건조시에는 모든 사면에서 안정한 것으로 나타났으나, 집중호우에 의해 지하수면이 붕적층을 포화시킬 때에는 급격히 불안정해지는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.47-52
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• 2015

사면안정분야의 해석과 설계에는 한계평형법(LEM)과 전단강도 감소기법(SSR)이 주로 사용된다. 이 두 방법은 2차원과 3차원 해석을 모두 수행할 수 있지만 많은 연구자들에 의해 전단강도 감소기법이 해석 변수에 대해 더욱 민감하게 반응하고 합리적인 결과를 산출한다고 알려져있다. 그러나 전단강도 감소기법의 모델링의 복잡함과 해석시간의 증가 등의 이유로 현계평형법이 여전히 일반적으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 FLAC 3D를 사용하여 전단강도 감소기법을 통한 돌출된 암반사면의 3차원 효과에 대해 연구하였다. 수치해석 변수는 사면의 경사, 높이, 지반강도, 사면의 돌출길이이며 연구 결과 사면의 안전율은 암반의 강도보다 사면의 형상에 더 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권3호
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• pp.21-32
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• 1991

본 연구에서는 복합 zone을 가진 rockfill dam성토 재료의 강도정수들과 core zone에서의 간극 수압의 불확정성을 고려할 수 있도록, 성토 재료의 공간적인 변화의 불확실성, 시료수의 제한에 의 한 불확정성에 실험실 결과와 현장 결과와의 차이에 따른 model 오차의 영향을 고려한 종합적인 설계변수들의 불확정성을 규명하였으며 core zone의 간극수압과 rockfill zone의 내부 마찰각을 bayeg 이론을 이용하여 불확정성을 Updating할 수 있는 방법을 제시하였다. 사면 안정 해석에서 시공직후 상, 하류, 만수위 상, 하류 수위, 급강하 시의 2차원 사면안정해석 과 end effect 영향을 고려한 3차원사면 안정해석을 하였다. 본 목적을 위하여 복합 zone을 가진 rockfill dam의 사면 안정해석에서 end effect의 영향을 고려한 3차원 사면안정해석 Program인 "ESTABL"을 개발하였으며, 파괴 사면의 강도정수와 간극수압의 변동계수를 구하는 프로그램 "COV", 복합 zone사면 안전율의 변동계수를 구하는 프로그램 "PCOV"을 개발하였다. 사면안정해석 결과 3차원안전율이 2차원안전율보다 약 200A정도 크게 나타나므로 end restraint 효과가 상당히 큼을 알 수 있다. 3차원사면안정은 근본적으로 system reliability 문제이 므로 안전율의 평균간보다 그 불확정성이 더 큰 영향을 미침을 보여준다. 또한 기초설계 치로 설계 를 마친후 시공중 혹은 추가로 각종 계측치가 있을 때 updating 이론을 이용하여 신뢰도를 증가시 킬 수 있음을 보여주며 강도계수의 변화에 의한 파괴확률의 변화는 점착력의 불확정성이 내부마찰 각의 불확정성보다 민감하게 영향을 미침을 보여준다.찰 각의 불확정성보다 민감하게 영향을 미침을 보여준다.