비선형 구성모델을 이용한 지반굴착 수치해석

Abstract

본 연구에서는 지반의 비선형성을 고려한 해석을 고려한 유한요소해석을 수행하여 단계별 지반굴착을 모사하였다. 지반 구성모델로는 소성모델을 사용하였으며 이의 입력물성은 전단변형률 0.1% 미만에서는 동적해석에 널리 사용하는 비선형 곡선에 상응하며, 이 이상의 변형률에서는 전단강도에 도달할 때까지 점진적으로 증가하도록 산정하였다. 지반의 탄성계수는 SPT N치를 사용하되, 에너지 보정을 적용하였으며 구속압의 영향을 고려할 수 있는 경험식을 사용하여 예측하였다. 해석 결과, 비선형해석을 수행할 경우, 수평변위를 사실적으로 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 추후 정밀한 지반 굴착 변위 예측을 위해서는 비선형해석을 수행해야 할 것으로 판단된다.