• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권7호
• /
• pp.29-38
• /
• 2018

액상화 시 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간영역에서 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 지반의 전단변형에 따른 간극수압의 발달을 직접적으로 모사하기 위해 유효응력 해석법을 이용한 액상화 모델인 Finn model을 적용하였으며 Mohr-Coulomb 탄소성 모델에 접목되어 해석이 수행되었다. 이력감쇠모델을 적용하여 지반 비선형 거동을 고려하였으며 지반과 말뚝 간의 분리현상, 미끄러짐 현상을 모사하는 인터페이스 모델을 적용하였다. 경계조건으로써 단순화 연속체 모델링 기법을 도입하여 반사파의 생성을 막고 해석 효율을 증가시켰으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 비선형 거동을 정확히 모사하고자 하였다. Wilson(1998)이 수행한 원심모형시험 케이스 중 상부지반 상대밀도가 55%인 모델을 이용하여 제안된 모델링 기법의 캘리브레이션을 수행한 결과, 수치해석으로부터 도출된 깊이 별 과잉간극수압 비-시간 이력, 휨모멘트-시간이력, 말뚝 두부 변위-시간이력이 실험 결과를 잘 모사하였다. 상부지반 상대밀도가 30%인 모델의 결과를 이용하여 제안된 모델링 기법의 적용성 평가를 수행한 결과, 수치해석으로부터 도출된 지반 및 말뚝 응답이 실험 결과를 잘 모사하였으며 제안된 모델링 기법이 지반-말뚝 시스템의 액상화 거동을 적절히 모사한다고 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제33권9호
• /
• pp.35-47
• /
• 2017

최근 3차원 지하공간통합지도 구축 사업과 더불어 지반정보를 3차원으로 가시화하는 연구가 진행 중에 있다. 이러한 지반정보의 3차원 가시화를 위해서는 우선적으로 지반정보의 정밀도를 분석하여 검증 할 필요가 있다. 2013~2014년은 수집 DB에 대한 정밀도를 검증하는 연구가 진행되었으며, 최근 지반정보의 3차원 구축을 위한 기초자료 제시의 일환으로 지반정보의 정밀도를 분석하는 연구가 진행되었다. 이러한 연구들에서 더 나아가 본 연구에서는 시추정보의 정밀도 향상 방안 및 지층 모델링을 위한 지반정보의 활용 방안을 제시하여 신뢰성 있는 3차원 지반정보의 구축 방안을 제시하고자한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권10호
• /
• pp.133-150
• /
• 2007

본 논문에서는 연약지반의 기초구조물로서 지오그리드 보강 쇄석기둥 공법(Geogrid-Encased Stone Column, GESC)이 시공되는 조건을 대상으로 3차원 유한요소해석 모델링측면에서 중요하게 다뤄져야 하는 내용을 고찰하였다. 이를 위해 GESC 보강개념 및 시공방법을 고찰하였으며, 유한요소모델링을 수행하여 점토지반의 압밀과 쇄석기둥 공법에 대한 모델 검증 및 응력-간극수압 연계해석을 수행하였다. 연약지반 성토제방에 적용된 GESC공법의 유한요소해석 결과를 통해 제방의 효율적인 거동평가를 위해서는 3차원 유한요소 해석 및 지오리드의 인장특성을 모사할 수 있는 멤브레인 요소의 고려 여부가 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, GESC공법이 적용된 제방의 연계해석 모델링시 중요하게 고려되어야할 사항을 제시하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.55-63
• /
• 2008

본 연구에서는 지반-구조물 상호작용을 고려한3차원 지반-구조계의 지진응답 해석을 수행하고 그 기법의 적용성과 타당성을 검토한다. 이를 위해 구조물과 구조물 주변의 근역지반을3차원 유한요소로서 모델링하고 원역지반에 대해서는 기 개발한 3차원 동적 무한요소를 적용한다. 모든 입사 성분P, SV 그리고 SH파가 고려되었을 때, 등가 지진하중은 무한요소에 의해 구해진 무한 지반의 동적 강성과 자유장 해석을 통해 구해진 지반의 응력과 변위응답을 이용하여 구해진다. 검증 및 적용 예제는 적층 자유장의 지반응답해석과 전형적 원자로 격납건물의 지반-구조물 상호작용을 고려한 층응답 스펙트럼을 구하는 것으로 하였다. 해석 결과는 다른 기법에 의해 구해진 값들과 비교하였으며, 본 기법의 정확성과 정밀성을 확인할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.209-220
• /
• 2001

준설매립지반 표층강도증진을 위한 수평진공배수공법 적용시의 압밀현상 예측을 위한 연구를 수행하였다. 초연약지반에 수평배수재와 진공압을 이용하여 수평진공배수 공법을 적용할 경우, 배수재 부근에서 3차원적 배수특성과 넓은 범위의 유효응력의 변화, 지반의 압축성 및 투수성이 크게 변화하게 된다. 이를 위하여 3차원 배수특성과 다양한 경계조건, 부의 간극수압 발생을 통한 유효응력의 증가, 유효응력에 따른 압축성과 투수성의 비선형성을 포함할 수 있도록 기존의 3차원 압밀 지배방정식을 확장 유도하였고, 유효응력-간극비-투수계수의 관계를 누승형태의 함수로 표현하여 사용하였다. 해석기법의 타당성을 검증하기 위하여 실내에서 수행된 대형 토조실험 결과를 모델링하여 좋은 일치를 확인하였고, 이를 바탕으로 수평진공배수공법 적용시의 압밀효과에 대한 분석결과 드레인이 타설된 상부지반에서는 균등한 개량효과의 결과를, 하부의 미개량 지반에서는 자중압밀에 의한 압밀효과를 확인할 수 있었으며 배수재의 수평타설 간격에 따른 압밀효과 분석을 통하여 적정 배수재 설치간격의 범위를 확인하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국암반공학회 2007년도 특별심포지엄 논문집
• /
• pp.365-374
• /
• 2007

본 논문은 터널의 지반-지보재 상호 거동을 규명하기 위한 연구로서 주지보재인 숫크리트의 균열, 파괴하중 및 변형거동을 실물크기의 갱도모형실험을 통해 확인하고 3차원 수치 해석을 실시하여 각각의 결과를 비교 검증하였다. 갱도모형 실험은 실제 터널과 유사한 크기의 터널을 제작하여 11개 실린더에서 측압조건에 따라 하중을 가하여 실험을 수행하였다. 3차원 수치해석 모델링은 갱도모형실험과 가능하면 같은 조건으로 해석하기 위하여 모형실험으로부터 로드셀 및 LVDT를 통해 얻은 하중-변위곡선이 수치해석 시에도 재현되도록 하여 수행되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제12권7호
• /
• pp.57-65
• /
• 2011

본 연구에서는 3차원 개별요소해석 코드인 Particle Flow Code, $PFC^{3D}$(Itasca)를 이용, 조립재료의 실내 삼축압축시험에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행하였으며, 해석 모델과 개별요소를 대상으로 다양한 상사 조건에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행, 그 결과를 통해 각각의 스케일 조건이 최종 수치 모델링 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 3차원 개별요소 수치 모델링은 기존 2차원 모델링 대비 별도의 간극률 환산 없이 정확한 초기 조건 구현이 가능했으며, 응력-변형 및 체적변화 거동, 강도정수등에 있어 실내시험 결과와 유사한 수치 해석적 예측이 가능하였다. 해석 모델과 개별요소에 대한 다양한 상사비 조건별 수치 모델링 결과, 3차원 해석 시의 안정적 예측결과 도출 및 수치 시험실 활용에 대한 적정성을 확보하되, 해석시간 단축 및 해석 효율성 확보를 위해서는 해석 모델과 개별요소에 대한 적정 상사비 결정이 필요함을 알 수 있었다. 해석 모델의 크기와 개별요소의 입경크기를 변화시켜 개별요소 수치모델링을 수행한 결과, 대부분의 경우 전체적인 응력-변형 거동에 차이가 발생하였지만, 점착력과 내부 마찰각의 강도정수는 $D_{mod}/D_{gmax}$ < 10 조건에 유사한 결과를 보였으며, 개별요소 방법이 수치 시험실 기법을 이용한 강도정수 산정에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
• /
• pp.21-36
• /
• 1999

전기비저항 탐사는 국내에서 가장 성공적으로 적용되고 있는 물리탐사 기술의 하나로서 최근에는 토목 건설분야의 지반조사 등에서의 역할이 증대되고 있다. 이와 같은 역할의 증대에 따라 더욱 정확한 해석기법의 등장이 요구되었으며, 특히 국내의 경우 매우 복잡한 지질구조와 험난한 지형여건을 고려할 수 있는 해석기술이 요구되고 있다 이러한 맥락에서 최근에 3차원 전기비저항 탐사자료의 역산기술이 개발되었다. 개발된 3차원 전기비저항 역산법은 유한요소법을 이용한 3차원 전기비저항 모델링 알고리듬을 근간으로 함으로써 국내와 같이 험난한 지형 및 복잡한 지질구조에 대하여 정확한 지하구조의 3차원 영상을 제공할 수 있으며, 특히 ACB법 (Active Constraint Balancing method)의 채용으로 지하구조에 대한 분해능의 향상을 기대할 수 있게 되었다. 개발된 3차원 영상화 기술을 토대로 토목${\cdot}$건설분야의 지반조사에 3차원 전기비저항 탐사가 동원되고 있으며, 지반조사 대상지역에 있어서 중요한 지하구조에 대한 정보인 기반암 심도, 연약대 및 파쇄대 발달상황, 지하공동의 분포 등을 제공할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.209-220
• /
• 2008

본 논문은 지반위에 놓인 콘크리트 슬래브가 환경하중에 의해 컬링 할 때의 거동을 해석할 경우에 하부층의 모델링 방법에 따른 해석 결과의 차이를 분석한 내용을 기술하였다. 지반위에 놓인 슬래브 시스템을 전체 3차원 모델, 3차원 슬래브와 하부층을 스프링으로 구성한 모델, 그리고 2차윈 슬래브와 하부층을 스프링으로 구성한 모델 등으로 개발하여 해석을 수행하였다. 먼저 하부층이 단일 층으로 구성되어 있을 경우에 하부층 모델링 방법에 따른 컬링 거동의 차이를 분석하였다. 그리고 하부층이 서로 다른 재료와 두께로 구성되어 있는 복층일 경우에 하부층 모델링에 따른 컬링 거동의 특성을 비교 분석하였다. 연구결과 하부층을 무인장 스프링으로 모델링 하면 하부층이 단층일 경우에는 일반적으로는 상당히 정확한 해석결과를 얻을 수 있으나, 하부층이 복층일 경우에는 상위하부층의 탄성계수가 클 때, 하위하부층의 탄성계수가 작을 때, 그리고 상위하부층과 하위하부층의 두께가 두꺼울 때는 컬링 시에 슬래브의 수직변위 차이를 과대평가하게 되며 최대응력은 과소평가하게 된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.333-339
• /
• 2015

본 연구는 도심지 천층터널에서 현재까지 해석에서 무시되던 막장면 진동이 주위 구조물에 가장 큰 영향을 미치는 지표 침하에 대하여 3차원 수치해석을 이용하여 모델링하였다. 풍화토와 풍화암이 각각 50%의 비율로 구성된 복합지반을 고려하여 TBM 커터헤드에 발생하는 굴착시 토크를 산정하여 이를 시간에 따라 막장면에 재하함으로서 그 영향을 수치해석적으로 관찰하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 역학-동역학 연계해석을 통하여 지표침하 발생이력 및 분포도를 산정하였다. 연구결과, 3차원 수치해석을 통하여 막장면 진동하중에 의한 지표침하 발생경향을 성공적으로 모델링할 수 있었으며 최대 침하는 막장면에서 2.5D 후방에서 발생함을 확인하였고, 막장면 진동이 실제 지표침하에 영향을 미침을 확인하였다.