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문제 정의
- 박현일 등(2003)과 박현일과 이승래(2004b)은 Cundall(1971)과 Sld(1988)가 암반 해석에 적용한 개별요소법(discrete element method) 을 확장 개발하여 쓰레기 매립지 차수시스템의 안정해 석에 적용한 브卜 있다. 본 연구에서 저자들은 개발된 해 석기법을 바탕으로 사면 내부의 힘 평형과 변위 적합조 건이 동시에 고려할 수 있는 사면의 안전율 산정기법을 제안하고자 하였다. 사면은 각각의 절편으로 구성하였으며, 절편 요소들간의 힘과 변위의 관계를 고려하기 위하여 각각의 절편 요소들은 인접요소들과 탄소성 스프 링으로 연결하였다.
- 본 연구에서는 사면 안정해석을 수행하기 위하여 개 별요소법에 근거한 사면안정 해석기법을 제안하였으며, 세부적인 설명은 다음과 같다. 그림 1과 같이 사면을 개 별요소들로 절편화하였다.
- 본 연구에서는 임계단면 탐색기법으로 사용한 유전 자 알고리즘의 적용성을 검토하고자 기존에 널리 사용되는 최적화 기법인 BFGS 및 Simplex 방법을 사용하여 얻어진 결과들과 함께 비교하였다. 기존의 탐색기법들 은 지역해로의 수렴을 피하기 위하여 예상되는 활동 파 괴영역에서 다양한 초기 활동파괴면을 가정해야 한다.
- 본 연구에서는 토사사면의 활동파괴에 대한 안전율 값을 산정하고 최소임계단면을 탐색할 수 있는 새로운 사면안정해석 기법을 제안하고자 하였다. 개별요소법을 적용하여 사면의 가상활동파괴면 내부에서의 힘과 변 위의 적합조건을 고려하였다.
가설 설정
- 설계변수를 포함한 초기 개체군(initial individuals)을 생성하기 위하여 실수 벡터를 사용한다. 본 연구에서는 파괴면이 원호라 가정하였기 때문에, 설계변수로는 그림 1에 나타난 바와 같이 원호와 사면과의 좌우교차점 과 원호의 반지름 즉, 총 3개의 설계변수가 적용되었다 g개의 개체군을 사용할 경우 다음 식 (4)과 같은 개체수 의 모집단이 생성된다
- 이때 전단 스프링의 거동은 Mohr-Coulomb의 파 괴규준을 적용하여 탄소성 거동을 따르는 것으로 모사 하였다. 수직스프링에 대한 압축파괴는 발생되지 않는 것으로 가정하였다.
- 그림 1과 같이 사면을 개 별요소들로 절편화하였다. 여기서, 활동파괴면은 원호 형태를 갖는 것으로 가정하였다. 흙 절편 요소들간의 힘 과 변위의 관계를 고려하기 위하여 각각의 흙 절편 요소 들은 인접요소들과 Winkler 스프링으로 연결되도록 하였다.
- 그림 11의 토사사면은 하부에 연약점토층이 존재하는 다층지반으로 구성되어 있다. 제안된 방법의 경우가 상활동면이 원형파괴를 따르지만, 연약점토층을 통과할 경우에는 연약점토층을 따라 활동하는 것으로 가정하였다. 그림 12(a)에 주어진 사면에 대한 해석 결과를 살 펴보면, 한계평형법에 의해 얻어진 안전율 값은 1.
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