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[국내논문] 확률론적 사면안정 해석기법에 관한 연구
A Study on the Probabilistic Stability Analysis of Slopes 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.22 no.11, 2006년, pp.101 - 111  

김기영 (한국수자원연구원) ,  조성은 (한국수자원연구원)

초록
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사면안정해석은 많은 불확실한 요인을 내포하는 지반공학적 문제이다. 이러한 불확실성 중 일부는 해석 수행과정에 필요한 지반 물성의 변동성과관련이 있다 본 연구에서는 확률론적 사면안정 해석기법을 개발하기 위하여 절편법의 일종인 Spencer의 방법을 바탕으로 한 결정론적 해석방법을 지반정수의 불확실성과 공간적 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 제안된 방법은 Hasofer-Lind의 신뢰지수를 구하는 일차신뢰도법과 Monte-Carlo Simulation을 바탕으로 한다. 지반정수의 변화에 따른 파괴확률의 변화를 구하기 위해 단일지층과 2층 지반의 사면에 대한 확률론적 사면안정 해석을 수행하였다. 예제의 결과는 사면안정해석에 대한 지반의 불확실성을 고려할 수 있는 관점을 제시하며 확률론적 해석결과에 미치는 지반정수의 공간적 변동성의 영향을 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Slope stability analysis is a geotechnical engineering problem characterized by many sources of uncertainty. Some of them are connected to the variability of soil properties involved in the analysis. In this paper, a numerical procedure of probabilistic analysis of slope stability is presented based...

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문제 정의

  • 본 연구에서는 확률론적 사면안정해석기 법을 개발하기 위하여 결정론적 해석방법을 지반정수의 불확실성과 공간적 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 제안된 방법은 사면의 안정에 대한 척도로 Hasofer-Lind의 신뢰 지수를 구하는 일차신뢰도법(first-order reliability method, FORM)을 바탕으로 하며 FORM 에 의해 구해진 확률론적 임계단면에 대한 Monte-Carlo Simulation을 수행한다.
  • 본 연구에서는 확률론적 사면안정해석기 법을 개발하기 위하여 결정론적 해석방법을 지반정수의 불확실성과 공간적 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 제안된 방법은 사면의 안정에 대한 척도로 Hasofer-Lind의 신뢰 지수를 구하는 일차신뢰도법(first-order reliability method, FORM)을 바탕으로 하며 FORM 에 의해 구해진 확률론적 임계단면에 대한 Monte-Carlo Simulation을 수행한다.
  • 본 예제는 지표면과 평행한 하부지반 위에 존재하는 사면의 해석 결과이다. 표 4는 사용된 지반물성의 평균과 변동계수를 나타내며 상부층의 점착력의 변동계수에 따라 2가지 경우에 대하여 해석을 수행하였다.

가설 설정

  • 표 1은 사용된 지반의 평균과 변동계수 %coefficient of variation)를 나타내며 변동계수에 따라 3가지 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 입력 물성은 확률론적으로 변수 X의 평균 奴와 표준편차(次로 정의되는 대수정규분포(log-normal distribution)를 따른다고 가정하였다. 무차원의 변동계수 #정의하면 변수의 대수값은 정규분포를 따르게 되며 평균과 표준편차는 다음과 같이 계산된다.
  • 표 4는 사용된 지반물성의 평균과 변동계수를 나타내며 상부층의 점착력의 변동계수에 따라 2가지 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 입력 물성은 대수정규분포(log-normal distribution)를 따른다고 가정하였으며 5개의 변수를 랜덤변수로 고려하였다.
  • 않다. 본 연구에서는 모든 지반물성의 변동성은 방향에 관계없이 知*에 의해 특징지어진다고 가정하였다. 실제 지반물성은 2차원적으로 변동하지만 본 연구에서는 파괴면의 깊이가 席遊보다 크지 않은 경우를 가정하여 파괴면을 따른 일차원적인 변동성을 고려하였다(E1- Ramly 등, 2002).
  • 본 연구에서는 모든 지반물성의 변동성은 방향에 관계없이 知*에 의해 특징지어진다고 가정하였다. 실제 지반물성은 2차원적으로 변동하지만 본 연구에서는 파괴면의 깊이가 席遊보다 크지 않은 경우를 가정하여 파괴면을 따른 일차원적인 변동성을 고려하였다(E1- Ramly 등, 2002). 본 연구에서는 歸质1。01와 <5lny=15m 인 경우에 대하여 각각 해석을 수행하였다.
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