점성토 지반에서 석션기초의 단계별 Standard 해석과 CEL 해석의 관입성능평가 및 비교

Abstract

점성토 지반에서 석션기초의 관입거동을 유한요소 해석을 수행하여 예측한 연구들은 많이 선행되었다. 관입거동은 대변형 거동으로 해석 시 지반의 요소망 왜곡 문제를 일으키며 해석이 중단되는 현상이 발생한다. 그러므로 이 문제를 해결하기 위해 개발된 기법이 CEL(Coupled Eulerian Lagrangian) Adaptive Meshing 기법으로, 수치적 오류로 인해 해석이 중단되는 점을 개선하고 대변형을 모사하기 위해 사용된다. 본 연구에서는 CEL기법을 이용한 수치해석을 통해 점토 지반에서 석션기초의 관입거동을 모사하고, 그 결과를 Standard 모델을 이용하여 수행된 관입 깊이별 수치해석 결과와 비교&#8228 분석하였다. 한인숙, 등(2015)의 기존 연구에서 관입 깊이별 수치해석은 모래지반에서 석션 관입을 합리적으로 모사하는 것으로 나타났기 때문에 점성토에서도 동일한 방법을 적용하였다. 그러나 CEL기법은 단순하게 연직으로 압입 관입을 모사하기 때문에 석션 관입거동을 정확하게 모사하지 못하는 문제점이 있다. Cho and Bang(2000)의 연구에서는 석션 기초가 점성토 지반에서 관입할 때 석션으로 인해 발생하는 강도정수의 감소를 고려하는 감소계수(mobilized factor)를 사용하고 있는데, 이번 연구에서도 석션 관입거동을 모사하기 위하여 지반의 비배수 강도를 1/2과 2/3으로 감소한 값을 적용하여 CEL 해석을 수행하였다. 해석결과에서 관입 단계별 Standard 해석과 비배수 강도를 1/2로 적용한 CEL 해석의 관입거동이 가장 유사하게 나타났으며, 이것은 Cho and Bang(2000)의 강도감소계수의 범위인 0.15~0.45 보다 약간 큰 값이지만 보수적인 측면에서 강도감소계수를 적용한 CEL 기법이 석션기초의 관입성능 평가에 유효함을 기법이 CEL(Coupled Eulerian Lagrangian) Adaptive Meshing 기법으로, 수치적 오류로 인해 해석이 중단되는 점을 개선하고 대변형을 모사하기 위해 사용된다. 본 연구에서는 CEL기법을 이용한 수치해석을 통해 점토 지반에서 석션기초의 관입거동을 모사하고, 그 결과를 Standard 모델을 이용하여 수행된 관입 깊이별 수치해석 결과와 비교&#8228 분석하였다. 한인숙, 등(2015)의 기존 연구에서 관입 깊이별 수치해석은 모래지반에서 석션 관입을 합리적으로 모사하는 것으로 나타났기 때문에 점성토에서도 동일한 방법을 적용하였다. 그러나 CEL기법은 단순하게 연직으로 압입 관입을 모사하기 때문에 석션 관입거동을 정확하게 모사하지 못하는 문제점이 있다. Cho and Bang(2000)의 연구에서는 석션 기초가 점성토 지반에서 관입할 때 석션으로 인해 발생하는 강도정수의 감소를 고려하는 감소계수(mobilized factor)를 사용하고 있는데, 이번 연구에서도 석션 관입거동을 모사하기 위하여 지반의 비배수 강도를 1/2과 2/3으로 감소한 값을 적용하여 CEL 해석을 수행하였다. 해석결과에서 관입 단계별 Standard 해석과 비배수 강도를 1/2로 적용한 CEL 해석의 관입거동이 가장 유사하게 나타났으며, 이것은 Cho and Bang(2000)의 강도감소계수의 범위인 0.15~0.45 보다 약간 큰 값이지만 보수적인 측면에서 강도감소계수를 적용한 CEL 기법이 석션기초의 관입성능 평가에 유효함을