현장시험을 통해 지반의 비선형 전단탄성계수를 산정하기 위한 역해석방법의 개발

• 영문명: Development of Inversion Analysis Framework to Determine Nonlinear Shear Moduli of Soils In Situ
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 안재훈 Ahn, Jae-Hun
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』8권3호, 87~94쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2008.06.30

국문 초록

지반의 비선형 전단탄성계수를 결정하기 위한 현장시험에서는, 먼저 지반과 원형기초에 지오폰을 설치하고, 기초에 대형 진동발생장치를 이용하여 진동하중을 가한다. 이 때, 지오폰으로부터 지반과 기초의 거동을 측정하고, 본 거동을 분석하여 전단탄성 계수와 해당 전단변형률을 결정할 수 있다. 본 논문에서는 현장시험결과로부터 지반의 선형, 비선형 전단탄성계수를 결정하기위한 역해석 과정의 필요성과 그 개발에 초점을 맞추었다. 제안된 역해석 과정은 비선형 최소자승법을 근간으로 하며, 거동이 계측되지 않는 곳의 지반의 비선형성을 고려하기 위하여 이중 반복루프를 사용하였다. 역해석 과정의 적용성을 검토하기 위하여 일련의 수치해석을 수행하였으며, 또한 역해석 적용의 예제를 보였다. 제안된 방법은 현장지반의 전단탄성계수 분포의 변화가 극심하지 않은 경우에는 전반적으로 우수한 적용성을 보이지만, 해석대상 지반의 전단파속도 분포가 역해석의 정확성에 영향을 수 있으므로, 예비 역해석을 통해 산출될 오차를 정량화 하는 것이 필요하다.

영문 초록

The large scale shaker can be employed to measure linear and nonlinear shear moduli of soils in situ as a function of shear strain. The method involves applying dynamic loads on a surface foundation measuring the dynamic response of the soil mass beneath the foundation with embedded instrumentation. This paper focuses on the development of a framework of the inverse analysis for the interpretation of test data to estimate linear and nonlinear shear moduli of soils along with the necessity of the inverse analysis. The suggested framework is based on the nonlinear least squares but it uses two iterative loops to account for the nonlinear behavior of soil that sensors are not located. The validity of the suggested inversion framework is tested through a series of numerical parametric studies. An example use of the suggested inversion framework is also shown. Because the field condition may affect the accuracy of suggested method, it is important to conduct a preliminary inverse analysis to quantify the discrepancy between the estimated modulus and the baseline.

키워드

비선형 전단탄성계수 지반 동적 물성치 역해석 현장시험 Nonlinear shear modulus dynamic soil property inverse analysis in situ test