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문제 정의
이로 인해 다른 어떤 재료들보다 먼저 이러한 통계적 접근이 필요하였지만, 현실적 어려움으로 인해 이제껏 정성적으로만 이를 고려하고 설계에 있어서의 정량적 고려는 사실상 불가능한 상태였다. 하지만, rr산업의 획기적인 발전과 더불어 이러한 지반 설계정수의 위치적 이질성을 통계적으로 처리함으로써 보다최적화된 설계를 하려는 최근의 시도는 과거 정성적인 접근을 넘어서 실제 건설 현장에서의 적용으로까지의 발전을 바라보고 있다 이에 이제까지 진행되어 온 지반의 위치적 이질성과 그의 공학적 영항에 대한 연구의 전반적인 방향과 성과를 2003년 Canadian Geotechnical Journal에 실린 Robert领1 교수의 논문 “An Overview of Soil He农必og안neity: Quantification and Implications on Geotechnical Engining” 를 바탕으로 하여 알아보고자 한다
가설 설정
2. 대전제: 흙은균질하지 않다.
3) 정규분포를 따르지 않는 입력변수에 대한 고려가 충분치 않다
제안 방법
그래서, 한계상태 설계법에 MonteYMo 시뮬레이션 기법을 적용하거나, 수치해석 모델 자체에 통계적인 정보를 접합하는 확률적 유한요소 해석 (stochastic finite element method), 아니면 지반의 위치적 이질성이 갖는 위치적 근사성(spatial correlation)을고려한수치해석 기법 등을 개발하게 되었다.
이론/모형
이들은 비균질한 지반에서 그 지반의 투수 능을 대표하는 유효투수계수(effective hydraulic conductiviW)를 산정하기 위해 지구통계학적 이론 (geostatistical theory)과 업스케일 기법 (up- scaling technique)을 이용하였다.
성능/효과
1) 유한요소의 형태가 일정하지 않고, 경계조건이 복잡하게 되면, 해석결과가 매우 부정확하게 나타날 수 있다
2) 방정식을 구성할 때, Taylor 확장법에 의한 근 사 식을 적용하였기 때문에 비선형성이 강하게 나타나는 경우나 입력변수의 범위가 커지는 경우에 대한해석의 오차가 증가하게 된다.
후속연구
얕은 기초의 침하량 산정(Wu와 Kraft 1967; Resendiz와 Herrera 1969; Baecher와 Ingra 1981; Zeitoun과 Baker 1992; Paice 외 2인 1994; Brzakala와 Pula 1996), 액상화 파괴 가능성 예측 (YegianM Whitman 1978; Fenton과 Vanmarcke 1991; Popescu 외 2 인 1996; Popescu 외 2인 1998), 유효 투수능 분석 (Griffiths와 Fenton 1993), 사면파괴 안전율 산정(Tobutt과 Richards 1979; Kim과 Major 1978) 등은 그 중 쉽게 찾아볼 수 있는 사례들이라 할 수 있다. 이런 흐름의 연구가 지반 공학 설계 전 분야에 걸쳐 진행되고 있는 상황은 아니지만 향후 우리 공학자들의 설계가 좀 더 합리적이고 정량적인 의사결정과정을 거치기 위해서는 이에 대해 좀 더 관심을 가지고 연구를 해야 할 시점이 아닌가 싶다
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