초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목적은 점성토 지반의 역학적 거동을 수치적으로 모사하기 위해서 필수적으로 요구되는 신뢰성 있고, 현실적이며, 수치적으로 건전한 구성 모델의 개발이다. 본 연구에서는 점성토에 대해 흔히 적용되는 MCC 파괴면의 한계점을 극복하고자, 점성토의 간극비로부터 결정되는 왜곡된 형태의 경계면과 버블 형태의 항복면으로 구성된 구성모델을 제안하고자 한다.
본 연구에서는 경계면과 버블 항복면으로 구성된 점성토의 구성모델에 대해서, 소성 변형률 증분의 방향을 결정하는 흐름법칙(Flow Rule), 항복면의 이동 및

□ 연구개요
본 연구의 목적은 점성토 지반의 역학적 거동을 수치적으로 모사하기 위해서 필수적으로 요구되는 신뢰성 있고, 현실적이며, 수치적으로 건전한 구성 모델의 개발이다. 본 연구에서는 점성토에 대해 흔히 적용되는 MCC 파괴면의 한계점을 극복하고자, 점성토의 간극비로부터 결정되는 왜곡된 형태의 경계면과 버블 형태의 항복면으로 구성된 구성모델을 제안하고자 한다.
본 연구에서는 경계면과 버블 항복면으로 구성된 점성토의 구성모델에 대해서, 소성 변형률 증분의 방향을 결정하는 흐름법칙(Flow Rule), 항복면의 이동 및 확대/축소를 결정하는 경화법칙(Hardening Rule), 항복함수의 내부 변수(Internal Variable)의 변화를 결정하는 발달법칙(Evolution Rule)을 각각 개발하여 구현하였다. 본 구성모델을 다양한 점토에 대해 다양한 하중 조건을 모사한 결과, 해석해 및 실험결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 세부 목표 대비 연구결과는 다음과 같다.
① 실내실험 데이터베이스 구축: Boston Blue Clay 및 London Clay에 대해서 실내 실험 데이테베이스 구축 및 활용
② 왜곡된 타원 형태의 MCC 경계면 제시: 점성토가 현재까지 경험한 최소 간극비로부터 선행압밀 평균유효응력을 결정하고, 현재 간극비로 부터 한계상태 평균 유효응력을 결정한 후, 이 두 값을 이용하여 왜곡된 타원 형태의 MCC 경계면을 제시
③ 버블 항복평면의 제시: 부피변형 경계변형률 개념을 바탕으로 Back-Stress를 중심으로 하는 버블 항복 평면의 제시
④ 강성, 발달, 유동법칙의 개념 설계: 소성 변형률 증분에 대한 비연합유동법칙을 제시, 내부변수인 Back-Stress에 대해 발달법칙을 제시하였으며, 버블 항복면의 이동을 모사하는 강성법칙 제시
⑤ 소성 모델의 정식화: Hooke의 법칙과 소성 모델을 결합하여 응력-변형률 곡선의 산정이 가능하도록 소성 모델의 정식화
⑥ 수치해석 프로그램 개발: 응력 갱신 알고리즘의 제시 및 C#을 이용하여 수치해석 프로그램 개발
⑦ 제안 모델의 검증 및 성능평가: 제안된 모델을 이용하여 배수조건에서 등방압밀 시험을 모사하고 비배수 조건에서 삼축압축시험을 모사한 결과 해석해 및 실험 결과와 유사한 결과를 얻었음

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구의 수행을 통해 도출된 주요 연구개발성과는 (1) 정식화된 소성모델, (2) 소성모델 C# 코드가 있다. 먼저 본 모델을 상용 유한요소 프로그램 및 자체 제작한 재료점법 소프트웨어에 탑재가 가능하도록 개선할 예정이며, 이를 이용하여 다양한 수치해석(연약지반 침하, 지반내 깊은 근입, 흙막이 벽체)을 수행할 계획이다. 또한, 본 구성모델의 장점인 다양한 환경에 유연하게 적용할 수 있는 파괴면을 적용하여 특히 온도의 변화에 따른 점성토의 역학적 거동을 모사하는 다중 물리 해석을 수행할 계획이다. 본 모델을 활용할 경우, 지반 구조물의 좀 더 정확하고 신뢰성 있는 설계가 가능할 것이라 기대되며, 또한, 과도한 침하 및 지반 구조물의 파괴와 같은 지반공학적 문제의 원인을 분석하는데 도움이 될 것이라 생각된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 14
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 15
• 끝페이지 ... 15