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반복재하 평판재하시험의 유한요소해석을 이용한 변형계수의 추정기법
오세붕(Oh Seboong),서원석(Seo Wonseok),권오균(Kwon Ohkyun) 한국지반환경공학회 2007 한국지반환경공학회논문집 Vol.8 No.6
본 연구에서는 비등방경화 구성모델을 이용하여 반복재하 평판재하시험에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 이 때 구성모델은 ABAQUS 코드에서 제공하는 사용자 서브루틴에 적용하였다. 평판재하시험의 해석결과를 이용하여 영계수와 변형률을 역계산하였으며 입력된 변형계수와 비교한 결과 적절하게 계산할 수 있는 것으로 판단되었다. 이러한 기법을 토대로 평판재하시험 사례에 대한 적용을 수행하였다. 이로부터 변형률에 따른 변형계수의 변화를 반복재하 평판재하시험 결과로부터 실용적으로 획득하는 것이 가능하였다. The problem on cyclic plate load tests was analyzed by finite element method using an anisotropic hardening constitutive model. The constitutive model was coded to user subroutine in ABAQUS. Using the result of the analysis, Young’s moduli corresponding to various strain levels were evaluated by a back calculation method and were very similar to those of input. On the basis of the back calculation method plate loading tests were verified. As a result, deformation moduli could be evaluated practically from cyclic plate load tests with respect site conditions.
불포화 지반특성 영향에 대한 강우시 사면붕괴의 사례 연구
오세붕(Oh Seboong),문종호(Mun Jong-Ho),김태경(Kim Tae-Kyung),김윤기(Kim Yun Ki) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 C Vol.28 No.3
본 연구에서는 실제 풍화토 사면에 대하여 침투해석과 안정해석을 수행하여 강우에 따른 사면의 붕괴를 재현하였다. 불교 란시료를 채취하여 불포화토 물성을 실험적으로 직접 획득하여 실제 강우량에 의하여 침투해석을 수행한 결과, 토사층과 암충의 경계부를 중심으로 간극수압이 증가하는 경향이 나타났다. 또한 안정해석을 수행한 결과 안전율이 1.0미만으로 감소하여 실제 사면의 붕괴를 재현할 수 있었다. 또한 설계 강우강도에 의하여 침투해석을 수행한 결과 선행강우 및 강우기간에 따른 침투효과를 고려하기 곤란하였다. 이로 인하여 토사층의 수두변화가 크게 발생하지 못하였고 사면의 안전율이 1.0이상으로 나타났다, 또 다른 붕괴 사면의 경우에는 불포화토의 정수들을 인공신경망기법으로 추정하였다. 침투해석 결과 토사층과 연암층 경계부를 중심으로 포화대가 뚜렷하게 형성되었으며 이로 인하여 토사층의 안전율이 1.0미만으로 감소하였다. 이러한 기법을 통하여 실제 사면의 붕괴를 재현하는 것이 가능하다고 판단된다. Rainfall-induced slope failures were simulated by seepage and stability analyses for actual slopes of weathered soils. After undisturbed sampling and testing on a specimen of unsaturated conditions, a seepage analysis was performed under actual rainfall and it was found that the pore water pressure increased at the boundary of soil and rock layers. The safety factor of slope stability decreased below 1.0 and the failure of actual slope could be simulated. Under design rainfall intensity, the seepage analysis could not include the effects of the antecedent rainfall and the rainfall duration. Due to these limitations, the safety factor of slope stability resulted in above 1.0, since the hydraulic head of soil layers had not be affected significantly. In the analysis of another slope failure, the parameters of unsaturated conditions were evaluated using artificial neural network (ANN). In the analysis of seepage, the boundary of soil and rock was saturated sufficiently and then the safety factor could be calculated below 1.0. It was found that the failure of actual slope can be simulated by ANN-based estimation.
Bishop 응력에 의거한 불포화토의 응력-변형률 관계의 분석
오세붕(Oh Seboong),이종필(Lee Jong-Pil),김태경(Kim Tae-Kyung),권오균(Kwon Ohkyun) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 C Vol.29 No.4
본 연구에서는 불포화토의 삼축시험시 응력-변형률 관계를 Bishop 응력으로 기술하여 분석하였다. 불포화토의 파괴포락선은 Bishop 응력으로 기술할 경우에 모관흡수력에 무관하게 유일한 관계를 나타내고 있었다. 특히 모관흡수력이 낮은 경우에는 선형적인 관계를 나타내며 실험치와 이론치가 잘 일치하고 있었다. 미소변형률 영역에서의 변형계수는 대체로 Bishop 응력에 따라 선형적으로 증가하는 추세를 보이고 있었다. The stress-strain relationship of an unsaturated soil was analyzed by Bishop stress descriptions in this study. The failure criteria could be defined uniquely by the Bishop stress and were also independent of matric suctions. In the low level of matric suctions the failure criteria have a linear relationship and the estimated criterion fitted the measured accurately. Deformation moduli in the small strain level were linearly increased generally with respect to Bishop stress.
흡수응력에 기반한 유효응력에 의한 실제 잔류토 사면 붕괴의 해석
오세붕(Oh Seboong),盧寧(Lu Ning),박영목(Park Young Mog),이준석(Lee Junsuk) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 C Vol.32 No.3
진주 잔류토 사면의 실제 붕괴사례에 대한 해석을 수행하였다. 강우시 침투로 인하여 불포화층에서 유효응력과 전단 강도가 감소하여 안전율이 저하된다. 본 연구에서는 함수특성곡선을 이용하여 흡수응력에 기반한 유효응력을 산정하였다. 대상 현장에서 채취한 시료로부터 함수특성곡선, 투수계수, 전단강도와 관련한 불포화 물성들을 획득하였다. 실제 강우에 대한 불포화층의 침투해석을 수행하고 사면 지층의 간극수압 분포를 구할 수 있었다. 유한요소 응력장에서 탄성해석으로 지층내 전응력을 계산하고 활동면에 작용하는 전단응력의 분포를 계산하였다. 활동면에 작용하는 흡수응력 및 유효응력을 산정하여 전단강도를 평가할 수 있었다. 이로부터 강우에 따른 안전율을 계산하였으며, 실제 강우에 의하여 사면이 활동이 일어나는 것을 모의할 수 있었다. 또한 활동면에서 흡수응력이 증가하고 유효응력이 감소하는 동시에 전단강도가 감소하는 것을 추적할 수 있었다. An actual slope failure was analyzed in residual soils at Jinju. Due to rainfall infiltration, the safety factor decreases in the unsaturated layers, since the effective stress and shear strength decrease. In this study, the effective stress is based on suction stress using soil water retention curve. Unsaturated properties were evaluated on soil water retention curve, hydraulic conductivity and shear strength with samples from the site. After infiltration analysis of unsaturated flow under the actual rainfall, the distribution of pore water pressure could be calculated in the slope layers. In the stress field of finite elements, an elastic analysis calculated total stress distribution in the layers and also shear stresses on the slip surface using elastic model. On the slip surface, suction stress and effective stress evaluated the shear strength. As a result, the factor of safety was calculated due to rainfall, which could simulate the actual slope failure. In particular, it was found that the suction stress increases and both the effective stress and the shear strength decrease simultaneously on the slip surface.