지반안정해석, 수치해석(Plaxis)을 이용한 흙막이 가시설의 거동

소개

"지반안정해석, 수치해석(Plaxis)을 이용한 흙막이 가시설의 거동"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실 습 목 표

2. 수치해석의 이해
2.1 지반공학에서의 수치해석
2.2 수치해석의 종류
2.3 Plaxis
2.4 수치해석 과정

3. 실습 및 결과
3.1 해석 도면
3.2 해석 전단면
3.3 벽체 해석 결과
3.4 굴착 저면부 해석 결과

4. 변형 검토 및 의견

본문내용

1. 실 습 목 표

1) 따라하기 예제를 수행한 후 해석결과를 정리
2) 해석결과에 대한 도출된 의견 기술
➀ 벽체 휨모멘트/ 전단 / 축력 / 변형 확인
② 굴착 저면부의 변형과 응력 확인
③ 안전 검토
④ 해석결과에 따른 의견

2. 수치해석의 이해

2.1 지반공학에서의 수치해석
- 지반에 발생하는 붕괴, 침하 침투, 압밀, 활동 등의 문제들을 수치해석 프로그램 을 이용하여 해석을 수행.
- 파괴모델을 단순화하여 실제에 가까운 모델링을 통해 실제 거동을 예측하기 유용함.
- 모형시험, 이론식의 한계를 극복하여 전체적인 거동을 예측할 수 있다.

2.2 수치해석의 종류
2.2.1 유한차분법(FDM) 물리적 시스템의 근사해를 구하는 오래된 수치해석 기법으로 일련의 지배방정식 들을 대수적인 차분식으로 변환하여 해를 산정한다. 운동방정식을 통해 응력과 힘을 입력하여 새로운 속도와 변위를 산정하고 속도 를 통해 변형률 속도를 산정하여 다시 변형률 속도로부터 새로운 응력을 구하 는 과정을 반복한다. 대표 프로그램으로 ITASCA, Flac이 있다.

2.2.2 유한요소법(FEM)
주어진 문제를 일련의 공식화를 통해 미분방정식으로 대응하는 연립방정식을 계산하여 연속체 내의 분산된 점에서의 미지의 값을 근사하여 구하는 방법이다. 해석대상을 작은 단위의 유한요소로 나누고 두 개 이상의 요소가 공유하는 절 점, 경계면으로 연결된 시스템을 만드는 모델화 과정이 필요하다.(이산화 격자분할) 해석 대상 각각에 대한 유한요소 방정식을 만들어 그 조합을 통해 해석대상의 방정식을 결정하여 근사해를 구하고 요소가 세분화 될수록 해석적 방법에 가까운 근사해를 구할수 있다. 대부분의 수치해석 프로그램이 유한요소법에 해당된다.

2.3 PLAXIS v8.x
네덜란드 Plaxis사에서 개발한 2차원 지반공학 전용 유한요소해석 프로그램이다. Plaxis는 연약지반의 압밀거동 뿐만 아니라 과압밀 점토 그리고 사질토 및 암반 지반에서도 적용이 가능한 다양한 재료모델을 가지고 있다.

참고자료

· 알기 쉬운 건설시공학, 남기천 외 7명, 한솔아카데미, 2010.
· 기초공학(제3판), 이상덕, 씨아이알, 2014.
· 수치해석을 통한 지반구조물안정성(PLAXIS 2D), IGUA, 2019.
· PLAXIS 입문서, (주)베이시스 소프트, 2018.
· PLAXIS 2D v8.X, (주)베이시스 소프트, 2018.
· 지반침하와 구조물 안정성 평가, 조 현 외 1명, 쌍용건설, 1997.