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[국내논문] 점증하중에 의한 압밀의 유한차분해석
Finite Difference Method on Consolidation under Time Dependent Loading 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.13 no.4, 2012년, pp.1895 - 1899  

이승현 (선문대학교 토목공학과)

초록
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유한차분법을 적용한 압밀해석을 수행하였는데 순간하중이 재하되는 경우 유한차분법에 의해 예측되는 시간별 침하량과 Terzaghi 방법에 의한 침하량 사이의 차이는 시간격자간격을 충분히 작게 하여 해결할 수 있음을 알 수 있었다. 점증하중에 대한 압밀해석을 위한 유한차분식을 유도하였는데 해석결과에 따른 과잉간극수압의 분포가 Olson의 이론해와 일치하였다. 점증하중이 작용하는 경우에 대해 예측한 시간-침하거동에 있어 유도된 유한차분식에 의한 결과와 Terzaghi 및 Olson 에 의한 결과 또한 거의 일치하였다. 다단 점증하중에 대한 해석결과 또한 신뢰성이 높은 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Formulation of finite difference method for analyzing consolidation were carried out. It can be seen that the differences in settlement with time obtained by FDM and Terzaghi method are diminished by fine discretization of time increment. Excess pore pressures predicted by the derived finite differe...

주제어

#Finite difference method   #Instantaneous loading   #Time dependent loading   #Terzaghi's method   #Olson's method  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 Terzaghi 방법에 의하면 점증하중이 작용할 때 평균압밀도는 경험적 방법을 통해 구할 수 있으나 압밀층내에 발생하는 과잉간극수압의 분포는 구하기 어려우며 이를 해결한 Olson 방법을 쓸 경우에도 하중증가 단계에 있어 일정하중이 방치되는 경우에 대한 해는 없다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 점증하중에 대한 압밀해석시 유한차분법을 적용하기 위한 정식화를 실시하고 그 결과를 기존의 방법들과 비교하여 다양한 하중조건에 대한 적용 가능성을 확인하고자 하였다.

가설 설정

  • 그림 2에 나타낸 바와 같이 해석대상지반은 1면배수 상태에 있고 상재하중에 따른 초기 과잉간극수압의 분포는 깊이에 관계없이 일정하다고 가정한다. 점증하중조건은 그림 2를 참조하여 qc = 100kPa로 하였으며 tc = 1 year로 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
점증하중에 대한 일차원 압밀이론에 있어서의 해를 제시한 사람은? 유한차분법(FDM)에 의한 일차원 압밀이론 해석의 장점은 임의의 분포를 갖는 초기 과잉간극수압에 대한 해를 구할 수 있다는 점과 시간에 의존하는 하중분포에 대해 해를 구할 수 있다는 점이다. 시간에 의존하는 하중 즉 점증하중에 대한 일차원 압밀이론에 있어서의 해는 Terzaghi[4]와 Olson[3] 등이 제안한 바 있다. 그러나 Terzaghi 방법에 의하면 점증하중이 작용할 때 평균압밀도는 경험적 방법을 통해 구할 수 있으나 압밀층내에 발생하는 과잉간극수압의 분포는 구하기 어려우며 이를 해결한 Olson 방법을 쓸 경우에도 하중증가 단계에 있어 일정하중이 방치되는 경우에 대한 해는 없다고 볼 수 있다.
유한차분법(FDM)에 의한 일차원 압밀이론 해석의 장점은? 유한차분법(FDM)에 의한 일차원 압밀이론 해석의 장점은 임의의 분포를 갖는 초기 과잉간극수압에 대한 해를 구할 수 있다는 점과 시간에 의존하는 하중분포에 대해 해를 구할 수 있다는 점이다. 시간에 의존하는 하중 즉 점증하중에 대한 일차원 압밀이론에 있어서의 해는 Terzaghi[4]와 Olson[3] 등이 제안한 바 있다.
점증하중에 대한 압밀해석시 유한차분법을 적용하기 위한 정식화를 실시한 이유는? 시간에 의존하는 하중 즉 점증하중에 대한 일차원 압밀이론에 있어서의 해는 Terzaghi[4]와 Olson[3] 등이 제안한 바 있다. 그러나 Terzaghi 방법에 의하면 점증하중이 작용할 때 평균압밀도는 경험적 방법을 통해 구할 수 있으나 압밀층내에 발생하는 과잉간극수압의 분포는 구하기 어려우며 이를 해결한 Olson 방법을 쓸 경우에도 하중증가 단계에 있어 일정하중이 방치되는 경우에 대한 해는 없다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 점증하중에 대한 압밀해석시 유한차분법을 적용하기 위한 정식화를 실시하고 그 결과를 기존의 방법들과 비교하여 다양한 하중조건에 대한 적용 가능성을 확인하고자 하였다.
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참고문헌 (4)

  1. Craig, R. F., Soil Mechanics, Van Nostrand Reinhold Co. Ltd., pp. 280-283, 1983. 

  2. Kreyszig, E., Advanced Engineering Mathematics, John Wiley & Son, Inc., pp. 769-773, 1984. 

  3. Olsen, R. E., Consolidation under Time Dependent Loading, J. Geotech. Eng. Div., ASCE, vol. 103, no. GT1, 1977. 

  4. Terzaghi, K., Theoretical soil mechanics, New York, Wiley, 1943. 

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