지반물성 Home > SoilWorks > 침투(Seepage) > 모델 > 재질속성 > 지반물성

항목	내용
기능	수치해석을 수행하기 위해 지반재료의 물성을 정의하기 위한 기능입니다.
적용모듈	터널 사면 침투 기초 동해석 압밀
호출	메인메뉴 : `모델` > `재질속성` > `지반물성` 모델정보 : Context Menu 호출 (면, 혹은 요소망세트 상에서 Context Menu 호출 시) 작업트리 - Context Menu 호출 (작업트리 > 재질속성 > 지반특성 에서 Context Menu 호출 시) Command : `GroundMaterial`

지반재질 정의

데이터

입력된 지반물성이 표시됩니다. 데이터를 선택해 수정할 수 있습니다.

일반

ID

지반물성 데이터의 번호가 표시됩니다. 사용자가 지반물성을 정의하는 순서대로 번호가 부여됩니다.

이름

지반물성 데이터의 이름을 입력합니다.

색상

우측의 를 클릭하여해당 지반물성 데이터가 정의된 요소의 색깔을 정의합니다.

모델종류

모델의 종류를 선택합니다. 선택한 모듈에 따라서 선택할 수 있는 모델종류가 다르며, 선택한 모델종류에 따라서 입력할 수 있는 지반물성도 활성화 / 비활성화로 구분됩니다.

터널모듈

탄성지반 Mohr Coulomb Modified Mohr Coulomb von Mises Tresca Hoek-Brown Hyperbolic (Duncan-Chang) Drucker Prager D-min

사면모듈

Mohr Coulomb (LEM) 탄성지반 Mohr Coulomb

연약지반모듈

성토재 사질토 점토 Modified Cam Clay 탄성지반 Mohr Coulomb Sekiguchi-Ohta(탄소성) Sekiguchi-Ohta(탄점소성)

기초모듈

점토 사질토 C-phi 연암 경암

침투모듈

Seepage

동해석모듈

탄성지반 탄성지반 (등가선형) Mohr Coulomb

일반 파라미터

탄성계수 (E)

지반재료의 탄성계수를 입력합니다.

포아송비 (υ)

지반재료의 포아송비를 입력합니다.

온도계수 (α)

지반재료의 온도계수를 입력합니다.

습윤단위중량 (Υt)

지반재료의 습윤단위중량을 입력합니다.

포화단위중량 (Υsat)

지반재료의 포화단위중량을 입력합니다.

점착력 (C)

지반재료의 점착력을 입력합니다.

내부마찰각 (Φ)

지반재료의 내부마찰각을 입력합니다.

정지토압계수 (K0)

지반재료의 정지토압계수를 입력합니다.

배수조건

지반재료의 배수조건을 선택합니다. (배수/ 비배수)

Skempton B 계수

Skempton의 B 계수를 입력합니다. (비배수조건에서만 활성화됩니다.)

수평투수계수 (Kh)

지반재료의 수평투수계수를 입력합니다. (침투/연약지반 모듈에서만 활성화 됩니다.)

연직투수계수 (Kv)

지반재료의 연직투수계수를 입력합니다. (침투/연약지반 모듈에서만 활성화 됩니다.)

함수비 (V.W.C)

지반재료의 함수비를 입력합니다. (침투/연약지반 모듈에서만 활성화 됩니다.)

불포화특성

불포화 특성함수 추가 / 수정
- 침투 모듈의 지반물성에서 불포화상태에 대한 투수계수 및 함수비에 대한 함수를 정의합니다.
함수이름
- 함수의 이름을 입력합니다.
스케일팩터
- 함수값의 증감계수를 입력합니다.
투수 그래프 옵션
- 투수계수 그래프의 옵션을 설정합니다. 그래프를 축방향별로 대수척도(log Scale)로 표현할 것인지 여부를 지정합니다.
함수비 그래프 옵션
- 함수비 그래프의 옵션을 설정합니다. 그래프를 축방향별로 대수척도(log Scale)로 표현할 것인지 여부를 지정합니다.

함수종류

함수를 지정하는 방식은 침투계수의 비선형 방정식과 체적함수율 비선형 관계식을 각각 따로 입력하는 방식, 침투계수의 비선형함수와 체적함수율(포화도)의 비선형 관계식을 동시에 입력하는 방식을 채택하고 있습니다.

(1) 투수함수/함수비함수
- 투수함수 데이터 : 투수계수 함수를 정의합니다.
- 함수 종류 : 투수계수 함수를 선택합니다.
  
  가드너(Gardner) 계수
  \[ \begin{aligned} R_K &= \frac{1}{1 + a|h|^n} \end{aligned} \]
  - \(R_K\): 투수계수비 (h의 증가에 따른 투수계수 / h=0 일때의 투수계수)
  - a, n: 상수
  프론탈(Frontal) 함수
  \[ \begin{aligned} R_K &= \begin{cases} 1 & if \quad H = 0 \\ (R_{k0} - 1)\frac{H}{H_0} + 1 & if \quad 0 < H < H_0 \\ R_{k0} & if \quad H \ge H_0 \end{cases} \end{aligned} \]
  - K 비 (R_k): 투수계수비 (h의 증가에 따른 투수계수 / h=0 일때의 투수계수)
  - H_0: 투수계수가 더이상 감소하지 않을 때의 수두
  Van Genuchten 함수
  \[ \begin{aligned} R_k &= \frac{\left[1 - (ah)^{n-1} \cdot \{1 + (ah)^n\}^{-m}\right]^2}{\left[1 + (ah)^n\right]^{m/2}} \end{aligned} \]
  - R_k: 투수계수비 (h의 증가에 따른 투수계수, h=0 일 때 투수계수)
  - a, n, m: 상수
  사용자 정의
  - 간극압에 따른 투수계수의 변화를 사용자가 직접 정의합니다.
    - 입력하중
      - 간극수압을 입력합니다.
      - SoilWorks에서는 음의 간극수압의 절대값을 취해 양의 값으로 입력해야 합니다.
    - K 비
      - 간극수압에 대응되는 투수계수비를 입력합니다.
함수비함수 데이터
- 함수비 함수를 정의합니다.
  
  함수종류
  - 함수비 함수를 선택합니다.
  Van Genuchten
  \[ \begin{aligned} \theta_w &= \theta_r + \frac{\theta_s - \theta_r}{\left[1 + (ah)^n\right]^m} \end{aligned} \]
  - \(\theta_w\): 체적 함수비
  - \(\theta_r\): 잔여체적함수비
  - \(\theta_s\): 포화체적함수비
  - \(a, n, m\): 상수
  사용자 정의
  - 간극압에 따른 투수계수의 변화를 사용자가 직접 정의합니다.
    - 입력하중
      - 간극수압을 입력합니다.
      - SoilWorks에서는 음의 간극수압의 절대값을 취해 양의 값으로 입력해야 합니다.
    - 함수비
      - 간극수압에 대응되는 함수비를 입력합니다.
  Mv(체적압축계수)
  - 압력하중-함수비 그래프의 음의 압력하중(양의 간극수압) 범위의 기울기를 뜻합니다.
    - (a) Mv를 체크하지 않은 경우 양의 압력하중의 첫번째 구간 기울기를 음의 압력하중 구간의 기울기로 사용합니다.
    - (b) Mv를 체크하고 값을 입력하는 경우 사용자가 입력한 값을 음의 압력하중 구간의 기울기로 사용합니다. 이 때 그래프 상의 기울기 값은 음(-)의 값이지만, 대화창에는 절대값으로 입력합니다. 일반적으로 음의 압력하중 구간의 기울기는 매우 작기 때문에 기본 설정 값은 ‘0’ 입니다.

(2) 압력수두-체적함수율-투수계수비 / 압력수두-포화도-투수계수비

지반종류

SoilWorks에서는 사용자가 선택하는 지반종류에 따라 탭을 클릭하여 그 해석에 필요한 재료 데이터를 한 눈에 알 수 있도록 구성되어 있습니다.
따라서 사용자는 앞으로 할 분석 유형의 함수종류를 선택하고 대화 상자에서 필요한 항목을 입력하는 것만으로 필요한 모든 정보를 입력할 수 있습니다.

[기준 : JICE(Japan Institute of Construction Eng.)]

압력수두-체적함수율-비투수계수		압력수두-포화도-비투수계수
체적함수율(T) - 압력수두(P)	체적함수율(T) - 비투수계수(K)	포화도(Sr) - 압력수두(P)	포화도(Sr) - 비투수계수(K)
역질토 [G], [G-F], [GF] (JICE) 사질토 [S], [S-F], [SF] (JICE) 사질토 [SF] (JICE) 점성토 [M], [C] (JICE) 사용자 정의	역질토 [G], [G-F], [GF] (JICE) 사질토 [S], [S-F], [SF] (JICE) 점성토 [M], [C] (JICE) 사용자 정의	역질토 [G], [G-F], [GF] (JICE) 사질토 [S], [S-F], [SF] (JICE) 사질토 [SF] (JICE) 점성토 [M], [C] (JICE) 사용자 정의	역질토 [G], [G-F], [GF] (JICE) 사질토 [S], [S-F], [SF] (JICE) 점성토 [M], [C] (JICE) 사용자 정의

투수계수비 K 계산 방법
- 사용자가 지정한 토질종류/입력값에 따라 계산된 투수계수비(K)의 값을 사용합니다.
- (1) 불포화특성 정의 대화창에서 토질종류를 선택하거나 사용자가 직접 입력합니다.
- (2) 침투류 계산시(비정상류의 경우)에는 단계마다 요소별로 (-) 압력수두를 계산한 후 상대투수계수를 갱신합니다. : 압력수두계산 (a) -> 압력수두에 따른 체적함수율 정의(b) -> 체적함수율에 따른 상대투수계수 갱신(c)
- 옵션을 체크하면 불포화 침투류 해석시 사용하는 투수계수 함수와 함수비 함수를 선택할 수 있습니다. 미리 정의된 속성정보가 없으면 우측의 를 눌러 속성정보를 추가할 수 있습니다. (침투 모듈에서만 활성화 됩니다.)
유효간극율(ne)
- 흙체적에 대한 공극체적의 비율을 의미합니다. 사용자가 직접 입력합니다. (불포화 특성의 함수종류 중 "압력수두-포화도-투수계수비" 사용시에만 계산에 사용됩니다.)
비저류계수(Ss)
- 피압대수층에서 단위 수위강하 혹은 수위 상승에 의해 대수층의 단위 부피를 통해 유출되거나 유입되는 물의 부피를 의미합니다. 압축성 유체의 특성을 부여하기 위한 계수로 사용자가 직접 입력합니다.
불투수층 지정
- 옵션을 체크하면 불투수층으로 지정됩니다. (침투 모듈에서만 활성화 됩니다.)

데이터베이스

사용자가 지반물성을 편리하게 입력할 수 있도록 대표적인 물성에 대해 데이터베이스를 제공하기 위한 기능입니다. 클릭하는 경우 지반재질 데이터베이스 대화상자가 호출됩니다.
- 클릭하는 경우 새로운 지반물성이 추가됩니다.
- 클릭하는 경우 작성된 지반물성이 변경됩니다.
- 클릭하는 경우 작성된 지반물성이 삭제됩니다.
- 키보드의 ESC를 클릭하는 경우 대화상자는 종료됩니다.

최종 수정일: 2026-03-25