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[국내논문] 유한차분해석과 한계평형해석의 비교를 통한 평면파괴 사면 쏘일네일링 보강효과 연구
Reinforcing Effect of a Soil Nailing on Plane Failure of a Slope by Comparing Finite Difference Analysis with Limit Equilibrium Analysis 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.30 no.11, 2014년, pp.5 - 15  

유광호 (수원대학교 토목공학과)

초록
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사면파괴로 인한 피해사례가 늘어남에 따라 사면을 안전하게 설계하고 시공하는 것은 대단히 중요하다. 현재 실무에서 주로 사용되는 한계평형해석은 간단한 계산에 의해 안전율을 산정할 수 있지만 활동면을 미리 가정한다는 단점이 있다. 한편 유한차분해석 시 전단강도감소기법을 이용하여 안전율 산정이 용이해짐에 따라 설계 시 이용되는 빈도가 점차 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 해석방법의 비교를 통해 합리적인 쏘일네일링 설계방안의 제안을 목적으로 한다. 이를 위해 평면파괴 예상구간에 쏘일네일링 보강 시 보강패턴에 따른 보강효과를 비교해보았다. 그 결과 네일의 각도와 간격에 따른 보강효과는 동일하게 나타났다. 하지만 네일 길이가 증가함에 따라 한계평형해석의 경우 안전율이 증가하였지만 유한차분해석의 경우 안전율의 변화가 없었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is very important to design and construct slopes safely because damage cases are increasing due to slope failure. Recently, Limit Equilibrium Method (LEM) based programs are commonly used for slope designs. Though LEM can give factors of safety through simple calculation, it has a disadvantage th...

주제어

#Slope stability   #Plane failure   #Soil nailing   #Finite difference method   #Limit equilibrium method  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
사면의 안정성 해석을 위한 수치해석법은 어떤 방법인가? 기하학적인 해석은 운동학적인 해석의 전단계로서 평사투영법과 블록이론 해석 등이 있다. 한계평형법(Limit Equilibrium Method)은 파괴여부를 판단하기 위해 안전율을 산정하는 해석법이며, 수치해석법은 시설물의 기능성과 관련된 변형정도를 예측하는 해석방법으로서 이러한 해석은 정량적인 결과를 도출한다. 그리고 수치해석방법은 강도감소기법을 이용하여 안전율을 간접적으로 구하는 기법이 연구 발표되고 있다.
유한차분법을 이용하여 안전율을 계산하는 과정은 어떻게 진행되는가? 유한차분법(FDM, Finite Difference Method)은 물리적 시스템의 근사해를 구하는 가장 오래된 수치해석기법 중 하나이며 일련의 지배방정식들을 대수적인 차분식으로 변환하여 해를 구한다. 우선 운동방정식으로부터 응력과 힘을 사용하여 새로운 속도와 변위를 구한다. 새로 구한 속도로부터 변형률 속도를 구하고 변형률 속도로부터 새로운 응력을 구하며 이 과정이 반복된다.
사면의 안정해석 방법은 어떻게 구별할 수 있는가? 사면의 안정성 해석은 대상사면의 구성물질과 붕괴 유형에 따라 해석방법이 다르며 해석목적에 부합되도록 적절한 해석법을 선택해야 한다. 사면의 안정해석 방법은 크게 경험적인 해석, 기하학적인 해석, 운동학적인 해석 등으로 구별할 수 있다. 경험적인 해석에는 SMR (Slope Mass Rating), GSI(Geological Strength Index) 평가 등이 있다.
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참고문헌 (18)

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