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비탈면의 높이가 쏘일네일 위상최적화에 미치는 영향
Effect of the Height of the Slope on the Topology Optimization of Soilnail 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.20 no.1, 2019년, pp.43 - 49  

조충식 (Department of Civil Engineering, University of Seoul) ,  송영수 (Geotech Engineering Co., Ltd.)

초록
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본 논문에서는 쏘일네일 설계에 위상최적화 기법을 도입하여 비탈면 높이별로 필요로 하는 보강력을 최적화하였다. 최대 비탈면 높이에서의 최적설계 결과를 보강형상밀도화하여 비탈면의 높이 변화에 따라 적용 시 쏘일네일의 수평간격의 위상최적화가 가능하였다. 단계별로 비탈면 높이를 달리하여 한계평형해석을 수행하고 쏘일네일의 수평간격이 고정값일 때 초과되는 안전율을 확인하였다. 비탈면 높이에 따른 필요 보강력을 밀도화 함으로써 최적화의 과정을 효율적으로 수행할 수 있었다. 또한 쏘일네일의 축력을 보강형상밀도에 반영하기 위하여 유한요소법을 이용하여 부재력을 반영하였다. 보강형상밀도를 산정하여 비탈면 높이별로 위상최적기법을 적용 시 비탈면 높이마다 기준안전율을 만족하는 반복적인 재해석과정을 효과적으로 감소시킬 수 있어 수평간격을 위상 최적화하는 방법이 경제적인 설계에 활용도가 높을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we introduced phase optimization techniques in the Soil-Nail design to optimize the reinforcement required for each grade level. The optimal design results at the maximum slope height were further amplified to allow for phase optimization of the horizontal spacing of the Nail in accor...

주제어

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 쏘일네일 최적 설계 시 비탈면의 높이에 따라 쏘일네일의 수평간격을 위상 최적화할 목적으로 비탈면 높이 변화에 따라 필요한 보강형상밀도를 한계평형법을 이용하여 분석하고 강도감소법으로 보강재의 축력을 확인하는 방법으로 위상최적화 연구를 수행하였다.

가설 설정

  • 보강재의 축력을 산정하기 위해서 유한요소해석을 이용하였으며 계산에 사용한 FEM 프로그램은 마이다스 아이티에서 개발한 GTS NX 프로그램을 사용하였다(MIDAS IT, 2013). 적용된 경계조건은 사면모델 양 옆면은 롤러지지, 바닥면은 힌지지지로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
쏘일네일공법은 무엇인가? 쏘일네일공법은 경제성 및 시공성 측면에서 국내 사용빈도와 적용성이 확대되고 있는 공법이다. 쏘일네일링의 효과적인 최적설계는 가능하면 보강재가 가지는 인장력을 최대로 활용할 수 있는 설계로 정의할 수 있다.
쏘일네일링은 어떻게 정의할 수 있나? 쏘일네일공법은 경제성 및 시공성 측면에서 국내 사용빈도와 적용성이 확대되고 있는 공법이다. 쏘일네일링의 효과적인 최적설계는 가능하면 보강재가 가지는 인장력을 최대로 활용할 수 있는 설계로 정의할 수 있다.
최적설계는 크게 어떻게 구분 가능한가? 최적설계란 최적의 형상 및 크기, 배열위치 등을 디자인 하는 방법으로 제약조건을 만족하는 범위 내에서 설계변수를 변화시켜 목적함수를 최대화 또는 최소화하여 최적의 설계변수를 구하는 것을 최적 설계라 정의할 수 있다. 이러한 최적 설계는 크게 치수 최적화, 형상 최적화, 위상 최적화의 3가지 분야로 구별할 수 있다(Han, 2001).
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