굴착단계별 지반거동을 예측하기 위해 아무리 정교한 수치해석기법을 적용하여도 수치해석 모델링, 토질정수, 현장 및 시공조건 등과 관련한 불확실성으로 인해 실제 시공시 관측되는 거동은 설계단계의 수치해석을 통한 예측과 상당히 다른 결과를 나타낸다. 따라서, 굴착과정에서 발생되는 지반거동을 파악하기 위해서 항상 현장계측을 통한 관리가 이루어져야 한다. 하지만 지금까지 수행된 계측관리는 현단계 안정성만을 판단하는 절대치 관리기법에 한정되어 있어 다음 굴착단계에 대한 지반거동의 예측이 어려운 실정이다. 이러한 측면에서 본 연구는 현단계 안정성 여부를 판단하는 절대치 관리기법 이외에 역해석을 통해 다음 굴착단계의 지반거동을 예측하고 안정성을 판단하는 예측관리기법을 도입한 지반굴착 흙막이공의 정보화시공 종합관리 시스템인 TOMAS-EXCAV를 개발하였다. TOMAS-EXCAV는 SQP-MMFD의 최적화기법을 적용한 역해석 프로그램을 정해석 프로그램과 연계하여 굴착 또는 시공 초기단계에 실시된 계측결과를 토대로 주요 설계변수의 최적화를 수행함으로써 흙막이구조물 해석시 모든 불확실성을 포괄적으로 반영한다. 본 연구에서는 이에 대한 검증을 위해 흙막이 현장 2개소를 선정하여 역해석을 중심으로 TOMAS-EXCAV의 적용성을 확인하였다.
굴착단계별 지반거동을 예측하기 위해 아무리 정교한 수치해석기법을 적용하여도 수치해석 모델링, 토질정수, 현장 및 시공조건 등과 관련한 불확실성으로 인해 실제 시공시 관측되는 거동은 설계단계의 수치해석을 통한 예측과 상당히 다른 결과를 나타낸다. 따라서, 굴착과정에서 발생되는 지반거동을 파악하기 위해서 항상 현장계측을 통한 관리가 이루어져야 한다. 하지만 지금까지 수행된 계측관리는 현단계 안정성만을 판단하는 절대치 관리기법에 한정되어 있어 다음 굴착단계에 대한 지반거동의 예측이 어려운 실정이다. 이러한 측면에서 본 연구는 현단계 안정성 여부를 판단하는 절대치 관리기법 이외에 역해석을 통해 다음 굴착단계의 지반거동을 예측하고 안정성을 판단하는 예측관리기법을 도입한 지반굴착 흙막이공의 정보화시공 종합관리 시스템인 TOMAS-EXCAV를 개발하였다. TOMAS-EXCAV는 SQP-MMFD의 최적화기법을 적용한 역해석 프로그램을 정해석 프로그램과 연계하여 굴착 또는 시공 초기단계에 실시된 계측결과를 토대로 주요 설계변수의 최적화를 수행함으로써 흙막이구조물 해석시 모든 불확실성을 포괄적으로 반영한다. 본 연구에서는 이에 대한 검증을 위해 흙막이 현장 2개소를 선정하여 역해석을 중심으로 TOMAS-EXCAV의 적용성을 확인하였다.
Observational results of ground movement during the construction were very different from those predicted during the analysis of design step because of the uncertainty of the numerical analysis modelling, the soil parameter, and the condition of a construction field, etc., however accurately num...
Observational results of ground movement during the construction were very different from those predicted during the analysis of design step because of the uncertainty of the numerical analysis modelling, the soil parameter, and the condition of a construction field, etc., however accurately numerical analysis method was applied for prediction of ground movement per the excavation step. Therefore, the management system through the construction field measurement should be achieved for grasping the situation during the excavation. Until now, the measurement system restricted by 'Absolute Value Management system'analyzing only the stability of present step has been executed. So, it was difficult to expect the prediction of ground movement fur the next excavation step. In this situation, this study developed 'The Management system TOMAS-EXCAV'consisted of 'Absolute value management system'analyzing the stability of present step and 'Prediction management system'expecting the ground movement of next excavation step and analyzing the stability of next excavation step by 'Back Analysis'. TOMAS-EXCAV could be applied to all the uncertainty of earth retaining structures analysis by connecting 'Forward analysis program'and 'Back analysis program'and optimizing the main design variables using SQP-MMFD optimization method through measurement results. The applicability of TOMAS-EXCAV was confirmed by back analysis selecting two earth retains construction fields.
Observational results of ground movement during the construction were very different from those predicted during the analysis of design step because of the uncertainty of the numerical analysis modelling, the soil parameter, and the condition of a construction field, etc., however accurately numerical analysis method was applied for prediction of ground movement per the excavation step. Therefore, the management system through the construction field measurement should be achieved for grasping the situation during the excavation. Until now, the measurement system restricted by 'Absolute Value Management system'analyzing only the stability of present step has been executed. So, it was difficult to expect the prediction of ground movement fur the next excavation step. In this situation, this study developed 'The Management system TOMAS-EXCAV'consisted of 'Absolute value management system'analyzing the stability of present step and 'Prediction management system'expecting the ground movement of next excavation step and analyzing the stability of next excavation step by 'Back Analysis'. TOMAS-EXCAV could be applied to all the uncertainty of earth retaining structures analysis by connecting 'Forward analysis program'and 'Back analysis program'and optimizing the main design variables using SQP-MMFD optimization method through measurement results. The applicability of TOMAS-EXCAV was confirmed by back analysis selecting two earth retains construction fields.
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문제 정의
이러한 한계를 극복하기 위해서는 지반 전체에 대한 특성을 보다 정확히 파악하기 위한 시추공 및 시험개소를 상당량 증가시켜야 하지만 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 역해석 기법을 통한 예측관리기법을 도입함으로써 현 시공단계의 안정성을 정확하게 판정할 뿐만 아니라 향후 계획 중에 있는 굴착공정에서의 위험여부를 예측할 수 있는 지반굴착 흙막이공의 정보화시공 종합관리 시스템인 TOMAS-EXCAV(TOtal MAnagement System using observational method for earth retaining structures under ground EXCAV-ation)를 개발하여 전반적인 시스템 구성 소개 및 역해석프로그램을 중심으로 이에 대한 검증을 실시하였다.
절대치 관리시스템의 목적은 흙막이현장의 계측수행 결과를 이용하여 현 굴착시공 단계에서 안정성 유무를 보다 합리적이고 체계적으로 판단하고 관리할 수 있도록 하는 것이다. 따라서, 현장에서 측정된 결과를 그림 3과 같은 절대치 관리시스템 class 구성도에 의해서 일괄처리하여 신속하게 안정성 여부를 결정할 수 있다.
분석결과 표 3 및 표 4, 그림 14~그림 17과 같이 사질토 지반은 Case 1, 점성토 지반은 Case 3이 효과적인 것으로 나타났다. 결과적으로 지반특성에 따라 Case 1과 Case 3의 방법이 좀 더 정확한 역해석 수행결과를 나타내어 본 연구에서 개발된 역해석 프로그램의 최적화 방법은 이 두 가지 case를 선택적용할 수 있도록 하였으며, 본 논문에서는 Case 3(SQP-MMFD)의 방법만을 적용한 연구결과에 대해 기술하였다.
입증하였다. 아울러, 본 연구에 적용된 2개소의 흙막이 현장은 암반이 포함된 일반적인 지반에 해당되므로, 향후 연약 점성토지반의 흙막이 현장에 대해서도 실시하고자 하며, 현재 토질정수 만에 의한 역해석기법을 다양한 변수설정에 의한 역해석기법으로 확대하고자 한다.
가설 설정
역해석 대상변수를 고찰하기 위한 변수연구는 이상화된 사질토 지반 및 점성토 지반을 대상으로 실시하였으며, 토층구성 및 시공단계는 그림 9와 같이 지반 강성이 다른 2개 토층으로 가정하였다.
그림 9의 지반구성은 예상하지 못한 외력이나 시공상의 오차를 제거하여 정확한 설계변수의 고찰이 이루어지도록 모델링한 것이며, 각 토층에 명시된 지반물성치를 실제 지반물성치로 가정하고 이를 이용한 해석 변위를 실측변위로 가정하였다. 이렇게 가정된 실제 지반물성치 및 실측변위를 토대로 역해석 대상변수로 선정된 각 토층의 내부마찰각, 점착력 및 지반반력계수를 실제값과 다르게 일정범위에서 변화시키면서 변위를 산정한 후 실측변위와 예측변위의 오차로 구성되는 목적함수의 수렴정도를 분석하였다.
제안 방법
본 시스템의 개발환경은 Windows 기반의 프로그램으로 정해석 및 역해석 프로그램의 계산과 결과값 출력을 극대화하기 위해 두 종류의 언어를 사용하여 개발하였다. 즉, 탄소성해석법에 의한 굴착단계별 해석은 신속하고 정확한 처리를 위해 FORTRAN F77L3 컴파일러를 사용하였고 입력과 그래프 출력은 ANSI (American National Standard Institute)를 표준으로 한 유연한 개발환경인 Visual C++ 6.
즉, 탄소성해석법에 의한 굴착단계별 해석은 신속하고 정확한 처리를 위해 FORTRAN F77L3 컴파일러를 사용하였고 입력과 그래프 출력은 ANSI (American National Standard Institute)를 표준으로 한 유연한 개발환경인 Visual C++ 6.0의 MFC(Microsoft Foundation Class)에 의해 SDI(Sir)gle Document Interface)로 제작하여 최적화 컴파일을 하였다. 또한, 데이터베이스 개발도구는 MS 사에서 개발한 ACCESS 2000을 사용하였고 데이터베이스에 접근하기 위한 언어로써 구조적 질의어인 SQL(Structed Query Language)을 적용하였다.
또한, 데이터베이스 개발도구는 MS 사에서 개발한 ACCESS 2000을 사용하였고 데이터베이스에 접근하기 위한 언어로써 구조적 질의어인 SQL(Structed Query Language)을 적용하였다. 이와 더불어 데이터베이스 엔진으로는 데이터베이스 관리시스템의 데이터를 응용프로그램에서 접근할 수 있도록 해주는 ODBC(Open Database Connectivity)를 도입하였다. 그림 1은 전술한 개발도구, 언어 및 엔진 등을 주축으로 한 데이터베이스 연결 흐름도를 나타낸 것이다.
본 연구에서 개발된 TOMAS-EXCAV는 그림 2와 같이 On-Line과 Off-Line으로 구분된다. On-Line에서는 현장 계측(자동계측 및 수동계측) 결과를 인터넷을 통한 웹서버에 실시간으로 전송 저장시켜 시간과 장소에 제약을 받지 않고 계측결과의 신속한 확인이 가능하다.
또한, 본 시스템에서의 Off-Linee 흙막이현장 시공 및 계측자료에 대해 데이터베이스를 구축하고 공사 진행 중 각 굴착단계별 정해석 및 역해석을 수행하며, 이를 절대치 관리시스템과 예측 관리시스템으로 나누어 안정성 평가를 수행할 수 있도록 구성되어 있다.
예측 관리시스템은 절대치 관리시스템과 연계하여 신속하고 정확하게 현장 시공관리를 할 수 있도록 그림 5와 같이 데이터베이스에 연결되어 있는 class로 구분하고 모듈단위로 구성하였다. 그림 5에서와 같이 그림 5.
본 데이터베이스 시스템은 36개의 필드로 설계하여 구축되어 있고 이들 중 주요한 항목들에 대하여 검색이 가능하도록 분류하였으며, 선택된 검색현장의 상세 정보를 그림 7과 같은 인터페이스 창으로 가시적인 확인을 할 수 있다. 이와 같은 데이터베이스를 구축함으로써 한 현장의 데이터가 추가되면 자동으로 방대한 자료에 대한 분석과 통계를 통하여 관리기준치를 더욱 신뢰성 있는 값으로 향상시킬 수 있다.
이들 인자중 본 연구에서는 흙믹.이벽체의 수평 변위에 대해 가장 주된 인자로 판단되는 지반반력계수, 점착력 및 내부마찰각을 역해석 대상변수로 채택하였고 이들 설계변수는 정규화하여 적용하였다.
또한, 반복적 인 과정 중 각 설계변수 뿐만 아니라 설계변수에 의한 기타 응답의 내용들이 합리적 인 범위에 해당하도록 제약을 주며, 이러한 제약조건으로 최종 결과가 유용하면서 설계변수의 최적값을 구할 수 있도록 하여야 한다. 본 연구에서는 각 설계변수의 경계조건을 정규화하여 표 1과 같은 제약조건으로 규정하고 최적화 알고리즘에 적용하였다. 여기서, 정규화는 각 설계변수의 상한값 및 하한값을 상한값으로 나눈 값을 의미한다.
따라서, 흙막이벽의 거동에 영향을 미치는 특정변수들 중 민감도가 크다고 판단되는 내부마찰각, 수평지반반력계수 및 점착력을 역해석 대상변수로 선정하였다.
실측변위로 가정하였다. 이렇게 가정된 실제 지반물성치 및 실측변위를 토대로 역해석 대상변수로 선정된 각 토층의 내부마찰각, 점착력 및 지반반력계수를 실제값과 다르게 일정범위에서 변화시키면서 변위를 산정한 후 실측변위와 예측변위의 오차로 구성되는 목적함수의 수렴정도를 분석하였다. 여기서, 역해석 대상 변수의 변화는 두 가지 방법으로 수행하였는데 첫 번째는 각 토충 지반물성치를 하나씩만 실제값과 다르게 변화시키고 나머지는 실제값으로 고정시켜 설계변수가 하나가 되게 하는 경우이며, 두 번째는 각 토층의 내부마찰각, 점착력 및 지반반력계수의 물성치 중 동일 지반물성치 모두는 변화시키되 나머지는 실제값으로 고정시켜 설계변수를 두 개로 하는 경우이다.
일반적으로 최적화 문제의 해는 다음과 같은 전략기법, 최적화기법 및 일방향탐색 등의 세 가지 기본적인 단계로 적용되며, 세 가지 기본단계를 토대로 표 2와 같이 세 가지 case로 구성하여 가장 정확하고 효율적인 최적화 방법을 본 연구의 역해석 프로그램에 적용하였다.
일련의 흙막이공사를 수행하는 과정에서 설계시 고려하지 못한 지반특성 및 작용하중 등과 시공 및 계측상에 발생된 오차가 포함되어 있는 실제 2개 현장의 계측 변위를 대상으로 개발된 역해석 프로그램의 검증을 수행하였다.
비교 분석하였다. 또한, 비교 대상 굴착단계의 역해석은 이전 단계까지의 모든 계측변위와 정해석에 의한 변위의 오차증분을 이용하는 다단계 역해석기법을 적용하였으며 최적화방법은 앞서 분석한 바와 같이 SQP - MMFD 방법이 정확도가 높고 효율적인 것으로 분석되어 이를 적용하였다.
(1) 절대치 관리기 법 뿐만 아니라 역해석에 의한 예측관리기법을 적용하여 흙막이 시공 중에 흙막이 구조물의 거동을 예측하고 이를 기반으로 현 굴착단계 및 다음 굴착단계의 안정성 여부를 판단할 수 있는 지반굴착 흙막이공의 종합관리 시스템(TOMAS-EXCAV)을 개발하였다. 또한, GUI(Graphic User Interface)를 통해 실무에서 손쉽게 활용할 수 있으며, 적합한 보강대책 및 설계변경 등을 합리적으로 처리할 수 있도록 하였다.
개발하였다. 또한, GUI(Graphic User Interface)를 통해 실무에서 손쉽게 활용할 수 있으며, 적합한 보강대책 및 설계변경 등을 합리적으로 처리할 수 있도록 하였다.
검증방법은 그림 18 및 19와 같이 각 현장의 표준 단면에 대해 대표적인 시공단계를 선정하여 계측 결과와 정해석 및 역해석 결과를 비교하는 한편, 현단계에서 역해석된 지반물성치를 이용하여 차기 굴착단계의 예측 결과도 비교 분석하였다. 또한, 비교 대상 굴착단계의 역해석은 이전 단계까지의 모든 계측변위와 정해석에 의한 변위의 오차증분을 이용하는 다단계 역해석기법을 적용하였으며 최적화방법은 앞서 분석한 바와 같이 SQP - MMFD 방법이 정확도가 높고 효율적인 것으로 분석되어 이를 적용하였다.
이론/모형
0의 MFC(Microsoft Foundation Class)에 의해 SDI(Sir)gle Document Interface)로 제작하여 최적화 컴파일을 하였다. 또한, 데이터베이스 개발도구는 MS 사에서 개발한 ACCESS 2000을 사용하였고 데이터베이스에 접근하기 위한 언어로써 구조적 질의어인 SQL(Structed Query Language)을 적용하였다. 이와 더불어 데이터베이스 엔진으로는 데이터베이스 관리시스템의 데이터를 응용프로그램에서 접근할 수 있도록 해주는 ODBC(Open Database Connectivity)를 도입하였다.
즉, 현장에서 시공시 발생된 모든 상황이 고려된 값을 얻게 되는 것이다. 이와 같이 현장지반의 물성치를 얻기 위해 목적함수를 구성하는데 있어 본 연구에서는 최소자승법을 이용하여 식 (11)과 같이 각각의 굴착단계와 전체 굴착영역에 대한 적분함수 전체 합으로 이루었다.
성능/효과
역해석 대상변수를 선정하기 위한 매개변수의 민감도는 오정환 등(2001)에 의해 분석한 결과 내부마찰각, 수평지반반력계수, 점착력 및 벽체의 휨강성 등은 매개변수인 흙막이벽체의 변위에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 흙의 단위중량의 경우에는 민감도가 뚜렷이 나타나지 않아 그다지 큰 영향을 주지 않는 것으로 분석되었다. 여기서, 흙막이벽체의 휨강성은 매개변수에 대한 민감도가 큰 것으로 나타났지만 일반적으로 실제 시공시 규격과 허용응력 등이 비교적 정확하게 생산되는 공장제품의 강재를 사용하므로 불확실한 요소가 적고 그 변화의 범위가 작기 때문에 신뢰성이 높다고 할 수 있다.
설계변수를 고찰한 결과 사질토 및 점성토 지반의 단순한 토층구성과 비교적 간단한 H-pile + 토류판, 스트러트 공법을 적용한 모델링에도 불구하고, 지반물성치인 설계변수에 대하여 다수의 국부적 최적값을 갖고 있음을 알 수 있다. 이는 흙막이구조물의 해석 이 탄소 성적 거동을 바탕으로 비선형적인 특성을 나타내며, 초기에 적용되는 설계변수에 따라서 불연속적인 값이 해석에 사용되기 때문에 발생되는 현상으로 판단된다.
이렇듯 흙막이 구조물의 역해석 문제는 가장 적절한 최적화 기법의 도입만으로 국부적 최소점에 수렴되는 문제점을 해결하는데 한계가 있으며, 적용 대상지반의 다층구성과 다양한 흙막이공법 등에 의해 복잡한 문제가 될 수 있다. 그러나, 본 연구에서 설계변수에 대한 전체적인 경향을 분석하고 고찰한 결과 해당 지층에 대하여 설계변수의 초기값을 적절하게 선택함으로써 국부적 최소 점으로 수렴하는 문제를 극복할 수 있는 것을 알게 되었다. 다시 말해서 전 구간 토층에 대해 임의로 가정하여 적용되는 초기값에 대해서는 보장할 수 없는 값으로 최적화가 이루어지지만, 각 지층의 지반물성치를 공학적인 관점에서 예상할 수 있는 적절한 초기값을 선택할 경우 최적화 과정에서 더욱 신뢰성 있는 전역적 최소값으로 접근하는 결과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
대한 비교를 수행하였다. 분석결과 표 3 및 표 4, 그림 14~그림 17과 같이 사질토 지반은 Case 1, 점성토 지반은 Case 3이 효과적인 것으로 나타났다. 결과적으로 지반특성에 따라 Case 1과 Case 3의 방법이 좀 더 정확한 역해석 수행결과를 나타내어 본 연구에서 개발된 역해석 프로그램의 최적화 방법은 이 두 가지 case를 선택적용할 수 있도록 하였으며, 본 논문에서는 Case 3(SQP-MMFD)의 방법만을 적용한 연구결과에 대해 기술하였다.
판단된다. 즉, 계측치의 측정위치는 0.5m 간격으로 일정하게 측정되지만 정해석 프로그램에 의한 변위 산정 위치는 지층변환점, 버팀보 설치위치 및 지하수위 위치 등에 따라 유동적이므로 이를 선형보간법에 의해 보정하는 과정에서 발생된 절점 위치차이에 기인하는 것으로 판단된다. 하지만 변위의 변곡점 및 굴곡, 최대 수평 변위의 크기 등은 거의 일치하고 있어 전체적인 변위의 형태는 비교적 정확한 예측이 이루어지고 있다.
결론적으로 가정된 지반물성치를 이용하여 정해석으로 예측한 변위값은 실측한 계측과 전반적으로 상이하게 나타나고 있으나 역해석 과정을 통해 예측된 변위값은 실측한 계측치에 거의 근접함을 알 수 있다. 특히, 현단계 계측치를 이용한 역해석 변위값이 현단계 계측치(그림 20 및 그림 22) 뿐만 아니라 향후 시공에 따른 각 단계별 계측치도 정해석보다 잘 예측함을 확인할 수 있다.
특히, 현단계 계측치를 이용한 역해석 변위값이 현단계 계측치(그림 20 및 그림 22) 뿐만 아니라 향후 시공에 따른 각 단계별 계측치도 정해석보다 잘 예측함을 확인할 수 있다.
특히, 정해석 시 지반특성 및 어스앵커의 프리스트레스 등을 정확히 반영하지 못해 계측변위보다 약 2배정도 크게 발생된 중간부의 변위에 대해서는 역해석에 의해 산정한 변위 값이 더욱 높은 신뢰성을 갖고 있는 것으로 분석되었다. 또한, 본 현장사례의 계측결과는 작고 큰 변위의 증감이 반복하여 나타나는 형상으로 다수의 굴곡 점이 관찰되는데 본 연구에서 개발된 역해석 프로그램은 이를 잘 반영하여 정확히 예측함을 알 수 있다.
위해 변수연구를 수행하였다. 변수연구 결과 각 역해석 대상변수를 일정범위에서 변화시켰을 때 공통적으로 나타나는 현상이 최적의 해인 전역 최소점 이외에 국부최소점이 다수 존재하며, 이는 역해석대상 변수가 많을수록 뚜렸하게 나타났다. 그러나 대상 변수의 초기값 설정시 실제값에 근접한 적절한 값을 적용하는 경우가 실제값과 큰 차이의 초기값을 적용한 경우보다 더욱 신뢰성 있는 전역적 최소값에 접근하였으며, 이러한 결과로 보았을 때 역해석 수행 시 각 변수의 초기값 선정이 역해석 결과의 정확도에 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.
변수연구 결과 각 역해석 대상변수를 일정범위에서 변화시켰을 때 공통적으로 나타나는 현상이 최적의 해인 전역 최소점 이외에 국부최소점이 다수 존재하며, 이는 역해석대상 변수가 많을수록 뚜렸하게 나타났다. 그러나 대상 변수의 초기값 설정시 실제값에 근접한 적절한 값을 적용하는 경우가 실제값과 큰 차이의 초기값을 적용한 경우보다 더욱 신뢰성 있는 전역적 최소값에 접근하였으며, 이러한 결과로 보았을 때 역해석 수행 시 각 변수의 초기값 선정이 역해석 결과의 정확도에 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.
(3) 본 연구에서 개발된 시스템의 신뢰성을 높이기 위해 3가지 case의 최적화기법을 대상으로 지반물성치 추적, 목적함수 수렴성 및 연산회수 등에 대해 비교 분석하였으며, 분석결과 지반특성에 따라 ALM-BFGS 방법과 SQP-MMFD 방법이 효과적인 것으로 나타났다.
(4) 본 시스템의 적용성 및 신뢰성을 검증하기 위해 2개소의 실제 흙막이현장 계측결과를 대상으로 역해 석을 수행한 결과 계측된 변위의 형상 및 최대수평 변위량 등을 잘 추적하고 있어 본 시스템의 적용성 및 신뢰성을 입증하였다. 아울러, 본 연구에 적용된 2개소의 흙막이 현장은 암반이 포함된 일반적인 지반에 해당되므로, 향후 연약 점성토지반의 흙막이 현장에 대해서도 실시하고자 하며, 현재 토질정수 만에 의한 역해석기법을 다양한 변수설정에 의한 역해석기법으로 확대하고자 한다.
계측변위의 추적이 잘 이루어지고 있다. 특히, 정해석 시 지반특성 및 어스앵커의 프리스트레스 등을 정확히 반영하지 못해 계측변위보다 약 2배정도 크게 발생된 중간부의 변위에 대해서는 역해석에 의해 산정한 변위 값이 더욱 높은 신뢰성을 갖고 있는 것으로 분석되었다. 또한, 본 현장사례의 계측결과는 작고 큰 변위의 증감이 반복하여 나타나는 형상으로 다수의 굴곡 점이 관찰되는데 본 연구에서 개발된 역해석 프로그램은 이를 잘 반영하여 정확히 예측함을 알 수 있다.
후속연구
이와 같은 데이터베이스를 구축함으로써 한 현장의 데이터가 추가되면 자동으로 방대한 자료에 대한 분석과 통계를 통하여 관리기준치를 더욱 신뢰성 있는 값으로 향상시킬 수 있다. 또한, 차후 흙막이 구조물에 대한 전체적인 거동을 추적하여 흙막이 공법선정, 지반거동에 영향을 미치는 주요인자 등에 대한 정보를 얻어 대상현장에서 시공시 발생할 수 있는 위험요소에 대하여 예측할 수 있고, 이로써 정보화시공이 가능하도록 해주는 역할을 할 것으로 판단된다.
그러나, 본 연구에서 설계변수에 대한 전체적인 경향을 분석하고 고찰한 결과 해당 지층에 대하여 설계변수의 초기값을 적절하게 선택함으로써 국부적 최소 점으로 수렴하는 문제를 극복할 수 있는 것을 알게 되었다. 다시 말해서 전 구간 토층에 대해 임의로 가정하여 적용되는 초기값에 대해서는 보장할 수 없는 값으로 최적화가 이루어지지만, 각 지층의 지반물성치를 공학적인 관점에서 예상할 수 있는 적절한 초기값을 선택할 경우 최적화 과정에서 더욱 신뢰성 있는 전역적 최소값으로 접근하는 결과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
(5) 결론적으로 지반굴착 흙막이공사 시 본 연구에서 개발된 지반굴착 흙막이공의 정보화시공 종합관리 시스템을 활용하면 설계부터 굴착 및 지하구조물 시공 시까지 신속하고 합리적인 안정성 평가를 할 수 있게 되어 현재 절대치 관리에 의해 이루어지고 있는 지반굴착 흙막이공사를 예측관리에 의한 안전하고 경제적인 공사관리가 될 수 있는 한 단계 높은 정보화 시공에 큰 기여를 할 것으로 판단된다.
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