지반물성 Home > SoilWorks > 터널(Ground) > 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 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.)

터널모듈 - 추가 파라미터

• 선택한 모델종류에 따라서 변하는 지반물성 데이터를 입력합니다.

  • 탄성지반

    • 응력-변형률 관계가 탄성인 재료의 거동을 모사하기 위해 사용합니다.

      

    • 탄성계수증감 : 높이에 따른 탄성계수의 증감량

    • 기준높이 : 기준 높이

  • Mohr Coulomb

    • 탄소성 거동을 하는 재료를 모사하기 위해 사용하며, 가장 대표적인 탄소성 모델입니다.

      

    • 탄성계수증감

      • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 중력방향으로 기울기를 따라 탄성계수의 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 탄성계수 값을 기준으로 계산됩니다.

    • 점착력증감

      • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 중력방향으로 기울기를 따라 점착력 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 점착력 값을 기준으로 계산됩니다.

    • 기준높이

      • 전체좌표계 기준 상의 높이이며, 입력한 값으로부터 탄성계수 증감/ 점착력 증감이 고려됩니다.

    • 팽창각 (ψ)

      • 다일러턴시 각(체크하지 않는 경우, 마찰각 값과 동일한 값이 해석에 반영됩니다.)

    • 인장강도

      • tension cut-off를 고려하는 경우 인장강도 값을 입력합니다.

      • (일반파라미터의 점착력과 내부마찰각으로부터 계산되는 인장강도 값보다 큰 값을 입력하는 경우 내부적으로 zero setting 하고 있습니다.)

  • Modified Mohr Coulomb

    

    • 탄성계수(재하) : 오이도미터 테스트 시 기준압에 대한 탄성계수

    • 탄성계수(제하/재재하) : 재하/재재하 시의 탄성계수

    • 기준압 : 3축 압축 테스트 시 기준압

    • Power Law 지수 : Power Law 비선형탄성 모델의 계수

      • Power law 비선형탄성 모델

        \[ \begin{aligned} K_t &= K_{\mathrm{ref}}\left(\frac{p'}{p'_{\mathrm{ref}}}\right)^{1-m} \end{aligned} \]

        • 일반적으로 0.5 사용

    • 공극률 : 공극률

    • 정규압밀 응력비 : 정규압밀 응력비

      \[ \begin{aligned} K_{nc} &= \frac{\sigma_{h,\mathrm{mean}}}{\sigma_{v,\mathrm{mean}}} \end{aligned} \]

    • 팽창각(ψ) : 다일러턴시 각(체크하지 않는 경우, 마찰각 값과 동일한 값이 해석에 반영됩니다.)

    • 캡고려 : 캡 고려 여부를 선택합니다.

      • 압축항복응력 : 캡고려 선택시에 활성화 됩니다.

      • 캡계수 : 캡고려 선택시에 활성화 됩니다.

  • von Mises

    • 점착력, 내부마찰각이 없는 재료의 탄성거동을 모사하기 위한 모델입니다. 대표적인 재료로는 강재가 있습니다.

      

    • 항복응력 : 일축 압축응력

  • Tresca

    • 점착력, 내부마찰각이 없는 재료의 탄성거동을 모사하기 위한 모델입니다. 대표적인 재료로는 강재가 있습니다.

      

    • 항복응력 : 일축 압축응력

  • Hoek-Brown

    • 암반의 거동을 보다 정확하게 모사하기 위해 사용하는 모델입니다.

      

    • 초기 m값 : 초기 m값

    • 초기 s값 : 초기 s값

    • 잔류 m값 : 잔류 m값

    • 잔류 s값 : 잔류 s값

    • 일축압축강도 (σc) : 일축압축강도

  • Hyperbolic (Duncan-Chang)

    • 비선형탄성 재료의 거동을 모사하기위한 모델입니다.

      

    • 초기재하계수 (K) : 초기재하계수

    • 초기강성지수 (n) : 초기강성을 위한 지수 n

    • 파괴비 (Rf) : 파괴비

    • Kur : 재하-재재하 계수

    • Kb : 부피계수번호

    • 부피계수지수 (m) : 부피계수를 위한 지수 m

    • 최소접선계수: 최소접선계수

    • 최소구속압력 (σmin) : 최소 구속 압력

    • 대기압 (Pa) : 대기압력

  • Drucker Prager

    • 탄소성 거동을 하는 재료를 모사하기 위해 사용하는 모델입니다.

      

    • 탄성계수증감

      • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 아래로 내려갈 수록 탄성계수의 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 탄성계수 값을 기준으로 계산됩니다.

    • 점착력증감

      • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 아래로 내려갈 수록 점착력 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 점착력 값을 기준으로 계산됩니다.

    • 기준높이

      • 전체좌표계 기준 상의 높이이며, 입력한 값으로부터 탄성계수 증감/ 점착력 증감이 고려됩니다.

    • 팽창각 (ψ)

      • 다일러턴시 각(체크하지 않는 경우, 마찰각 값과 동일한 값이 해석에 반영됩니다.)

    • 인장강도

      • tension cut-off를 고려하는 경우 인장강도 값을 입력합니다.

      • (일반파라미터의 점착력과 내부마찰각으로부터 계산되는 인장강도 값보다 큰 값을 입력하는 경우 내부적으로 zero setting 하고 있습니다.)

  • D-min

    • 일반적으로 암반(경암, 연암 등)에 대해서 적용되는 일본 전력중앙연구소, 하야시 & 히비노에 의해서 제안된 구간 별 선형 모델 입니다.

      

    • 초기탄성계수(D0) : 초기 변형 탄성계수

    • 한계탄성계수(Df) : 한계 변형 탄성계수

    • 비선형재료계수(m) : 비선형 재료 계수

    • 초기포아송비(u0) : 초기 포아송비

    • 한계포아송비(uf) : 한계 포아송비

    • 비선형재료계수(Rn) : 비선형 재료 계수

    • 전단강도(TR) : 전단강도

    • 인장강도 : 인장강도

    • 모아원계수(a) : 모아원계수

    • 완충지수(k) :

      • 파괴를 판정하는데 사용되며, 1 이상이면 탄성영역을 의미하고 0 이하이면 파괴가 발생한다고 가정됩니다.

  • 안전율계산

    

    • 안전율 출력 기능은 재료의 응력 상태가 Mohr-Coulomb 파괴기준에 대해 얼마나 항복되어 있는지를 현재의 응력 상태와 파괴시의 응력 상태에 대한 비율(안전율)로 출력해 주는 기능입니다. Mohr-Coulomb 파괴기준은 지반과 같은 취성재료에 가장 많이 적용되는 파괴 기준으로 SoilWorks 터널모듈에 제공되는 8개의 재료모델에서 공통적으로 사용할 수 있습니다.

사면모듈 - 추가 파라미터

• 탄성지반

  • 응력-변형률 관계가 탄성인 재료의 거동을 모사하기 위해 사용합니다.

    

  • 탄성계수증감 : 높이에 따른 탄성계수의 증감량

  • 기준높이 : 기준 높이

• Mohr Coulomb

  • 탄소성 거동을 하는 재료를 모사하기 위해 사용하며, 가장 대표적인 탄소성 모델입니다.

    

  • 탄성계수증감

    • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 중력방향으로 기울기를 따라 탄성계수의 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 탄성계수 값을 기준으로 계산됩니다.

  • 점착력증감

    • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 중력방향으로 기울기를 따라 점착력 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 점착력 값을 기준으로 계산됩니다.

  • 기준높이

    • 전체좌표계 기준 상의 높이이며, 입력한 값으로부터 탄성계수 증감/ 점착력 증감이 고려됩니다.

  • 팽창각 (ψ)

    • 다일러턴시 각(체크하지 않는 경우, 마찰각 값과 동일한 값이 해석에 반영됩니다.)

  • 인장강도

    • tension cut-off를 고려하는 경우 인장강도 값을 입력합니다.

    • 일반파라미터의 점착력과 내부마찰각으로부터 계산되는 인장강도 값보다 큰 값을 입력하는 경우 내부적으로 zero setting 하고 있습니다.

• Mohr Coulomb (LEM)

  • 한계평형 사면안정 해석을 위한 Mohr Coulomb 모델입니다.

    

  • 점착력증가 : 점착력의 증감량

  • 비등방조건 : 우측의 곡선입력을 클릭하면 비등방함수 정의 대화상자를 호출합니다.

    • 비등방함수 정의 : 비등방성조건 함수를 입력합니다.

      

      • 이름 : 비등방성 함수의 이름을 입력합니다.

      • 각도 (deg) : 각도를 입력합니다.

      • C (kN) : 점착력을 입력합니다.

  • 비선형옵션 : 우측의 곡선입력을 클릭하면 비선형함수 정의 대화상자를 호출합니다.

    • 비선형함수 정의 : 비선형 함수를 입력합니다.

      

      • 이름 : 비선형 함수의 이름을 입력합니다.

      • σ (kN/m²) : 압축응력을 입력합니다.

      • τ (kN/m²) : 전단응력을 입력합니다.

• 수위 미고려

  • 수위 미고려를 체크하면 해당 지층은 수위선 지정 여부와 관계 없이 수위가 없는 것으로 계산 됩니다.

• 간극수압계수

  • 간극수압계수는 해당 지층의 포화상태를 계수 값으로 입력 받아 간극수압 계산에 반영 합니다.

  • 간극수압계수(\(r_u\))는 아래와 같이 계산합니다.

    \[ \begin{aligned} r_u &= \frac{r_w \cdot z}{r_t \cdot h} \end{aligned} \]

    • \(h\): 토층 높이
    • \(z\): 포화된 높이
    • \(r_t\): 습윤단위중량

  • 위와 같은 식으로 부터 전체 포화된 지층의 간극수압계수는 '1'이 아니라 대략 '0.5' 정도에서 형성 됩니다.

  • 간극수압계수를 사용한 지층은 수위함수나 수위값의 지정여부 및 위치와 관계 없이 무조건 입력한 간극수압계수 값으로 간극수압을 계산 합니다.

• qs값 (kN/m²)

  • 지반의 qs 값을 입력합니다.

  • qs 값은 Nail/Pile 구조특성 중 인장/전단 적용방법으로 Nail 또는 Nail/Pile을 사용했을 경우에 필요한 값으로, 아래 식과 같이 Nail/Pile과 주변 지반 사이의 인발력을 계산하기 위한 값 입니다.

    \[ \begin{aligned} \text{인발력} &= q_s \times \pi \times 2R \times L_{in} \end{aligned} \]

    • \(R\): 등가반경
    • \(L_{in}\): 파괴면 바깥으로 삽입된 길이

• 한계토압(pl) (kN/m²)

  • 지반의 한계토압 값을 입력합니다.
  • 한계토압 값은 Nail/Pile 구조특성 중 인장/전단 적용방법으로 Pile 또는 Nail/Pile을 사용했을 경우에 필요한 값으로, 지반에 삽입된 Pile의 전단력을 계산하기 위한 값 입니다.
  • 한계토압은 PMT(Pressure Meter Test)를 통해 얻어지며, 시험값이 없는 경우 설계기준 상 명시된 기준 값들을 활용합니다. (예를 들면, 구조물기초설계기준해설, 2009, 280p 해설 표 4.2.9, 319p 해설 표 5.2.10 등)

• 수평지반탄성계수(KsB) (kN/m²)

  • 지반의 수평지반탄성계수 값을 입력합니다.
  • 수평지반탄성계수 값은 Nail/Pile 구조특성 중 인장/전단 적용방법으로 Pile 또는 Nail/Pile을 사용했을 경우에 필요한 값으로, 지반에 삽입된 Pile의 전단력을 계산하기 위한 값 입니다.
  • 수평지반탄성계수는 PMT(Pressure Meter Test)를 통해 얻어지며, 시험값이 없는 경우 설계기준 상 명시된 탄성계수 기준 값 및 식을 활용합니다.

연약지반모듈 - 추가 파라미터

• 성토재(1D)

  • 일반 파라미터(습윤단위중량, 포화단위중량, 점착력, 내부마찰각)만 존재합니다.

• 사질토(1D)

  

  • SPT N치 : 표준관입시험 N치
  • 계산방법 : 계산방법 선택
    • Debeer법 : 표준관입시험 N치를 이용한 산정 공식
    • B.K.Hough법 : B.K.Hough 도표를 이용하여 \(\Delta e\)법의 식을 이용한 산정 공식

• 점토(1D)

  

  • SPT N치 : 표준관입시험 N치
  • 계산방법 : 침하량 계산방법 선택
    • Cc : 압축지수 \(C_c\)를 이용한 산정 공식
    • \(\Delta e\) : 간극비를 이용한 산정 공식
    • Mv : 체적압축계수 \(M_v\)를 이용한 산정 공식
  • 압축지수 (\(C_c\)) : 압축지수
  • 팽창지수 (\(C_r\)) : 팽창지수
  • 선행압밀하중 (\(P_c\)) : 사용자 정의값이 입력되지 않으면 초기응력상태와 OCR을 이용하여 계산됩니다.
  • 과압밀비 (OCR) : 과압밀비
  • 배수조건 : 일면배수, 양면배수 중 선택
  • 2차 압밀계수 (\(C_a\)) : 과잉간극수압이 완전히 소산된 후 압축되는 현상을 2차압밀로 보며, 2차압밀곡선의 기울기인 2차 압밀계수
  • 2차 압밀계산시간 (\(t_s\)) : 2차 압밀이 완료되는 시간(가정)
  • 1차 압밀종료시점 (\(t_p\)) : 1차 압밀이 종료되는 시점의 시간
  • 강도증가율 (\(m\)) : 강도 증가율
  • 제거계수 (\(RF\)) : 제거계수

  • e-log P 곡선 : 우측의 Define을 클릭하면 \(e-\log P\) 곡선 대화상자를 호출합니다.

    • \(e-\log P\) 곡선 정의

      

      • 이름 : \(e-\log P\) 곡선 이름 입력
      • \(e\) 값 : 간극비 \(e\) 값을 입력
        • 변화값 : 응력에 따라 변화되는 \(e\)값을 입력
        • 일정한 값 : 응력에 따라 일정한 \(e\)값을 지정하여 입력

  • logMv-logP 곡선 : 우측의 Define을 클릭하면 \(\log M_v - \log P\) 곡선 대화상자를 호출합니다.

    • \(\log M_v - \log P\) 곡선 정의

      

      • 이름 : \(\log M_v - \log P\) 곡선 이름 입력
      • \(M_v\) 값 : 체적압축계수 \(M_v\) 값을 입력
        • 변화값 : 응력에 따라 변화되는 \(M_v\)값을 입력
        • 일정한 값 : 응력에 따라 일정한 \(M_v\)값을 지정하여 입력

  • logCv-logP 곡선 : 우측의 Define을 클릭하면 \(\log C_v - \log P\) 곡선 대화상자를 호출합니다.

    • \(\log C_v - \log P\) 곡선 정의

      

      • 이름 : \(\log C_v - \log P\) 곡선 이름 입력
      • \(C_v\) 값 : 압밀계수 \(C_v\) 값을 입력
        • 변화값 : 응력에 따라 변화되는 \(C_v\)값을 입력
        • 일정한 값 : 응력에 따라 일정한 \(C_v\)값을 지정하여 입력

• Modified Cam Clay

  • 재료의 한계상태를 바탕으로 점토의 거동을 정확하게 모사하기 위해 사용하는 모델입니다.

    

    • 과압밀비 (OCR) : 과압밀비
    • 정규압밀선 기울기 (\(\lambda\)) : 정규압밀선의 기울기
    • 과압밀선 기울기 (\(K\)) : 과압밀선의 기울기

    • 한계상태설정 : 한계상태설정 방법은 선행압밀간극비(\(e_c\))를 입력하거나 한계상태비적(\(\Gamma\))를 입력할 수 있습니다.

      • 선행압밀간극비 (\(e_c\)) : 선행압밀 상태의 간극비

      • 한계상태비적 (\(\Gamma\)) :

        

        • \(P\)값이 1일때의 비적

    • 한계상태선의 기울기 (\(M\)) : 임계상태선의 기울기

    • \(P_c\) 산정방법 : \(P_c\) 산정방법은 자동계산, \(P_c\) 직접입력, \(\sigma_c\) 직접입력 방법 중 선택할 수 있습니다.

    • 선행압밀압력 (\(P_c\)) : 사용자 정의값이 입력되지 않으면 초기응력상태와 OCR을 이용하여 계산됩니다.

• 탄성지반

  • 응력-변형률 관계가 탄성인 재료의 거동을 모사하기 위해 사용합니다.

    

  • 탄성계수증감 : 높이에 따른 탄성계수의 증감량

  • 기준높이 : 기준 높이

• Mohr Coulomb

  • 탄소성 거동을 하는 재료를 모사하기 위해 사용하며, 가장 대표적인 탄소성 모델입니다.

    

  • 탄성계수증감

    • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 중력방향으로 기울기를 따라 탄성계수의 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 탄성계수 값을 기준으로 계산됩니다.

  • 점착력증감

    • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 중력방향으로 기울기를 따라 점착력 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 점착력 값을 기준으로 계산됩니다.

  • 기준높이

    • 전체좌표계 기준 상의 높이이며, 입력한 값으로부터 탄성계수 증감/ 점착력 증감이 고려됩니다.

  • 팽창각 (ψ)

    • 다일러턴시 각(체크하지 않는 경우, 마찰각 값과 동일한 값이 해석에 반영됩니다.)

  • 인장강도

    • tension cut-off를 고려하는 경우 인장강도 값을 입력합니다.

    • 일반파라미터의 점착력과 내부마찰각으로부터 계산되는 인장강도 값보다 큰 값을 입력하는 경우 내부적으로 zero setting 하고 있습니다.

• Sekiguchi-Ohta(탄소성)

  • 등장초기응력조건을 고려할 수 있는 점성토 거동을 나타내는 대표적인 모델로서, 탄소성 거동을 정의하기 위한 재료모델입니다. Ohta(1971)모델을 Shibata(1963)가 제안한 dilatancy theory에 근거하여 확장한 모델입니다.

    

  • 추가파라미터 자동계산

    • Karibe식
      • 소성지수 (\(I_P\))
      • 압축지수 (\(C_c\)) - 입력 여부 선택
    • 경험식
      • 소성지수 (\(I_P\))
      • 압축지수 (\(C_c\))
      • 팽창지수 (\(C_r\)) - 입력 여부 선택

  • 선행압밀간극비 (\(e_c\))

    • 선행압밀간극비는 사용자 선택 입력 가능

  • 과압밀비 (OCR)

    • 지반조사 결과, 문헌, 계측자료, 인접설계 사례를 분석하여 결정된 값을 사용하며, 정규압밀상태 해석시에는 '1'을 사용합니다.

  • 정규압밀선 기울기 (\(\lambda\))

    • 정규압밀선의 기울기
    • (1) 직접입력
    • (2) 추가파라미터 자동계산, Karibe 방법
      • \(\lambda = 0.015 + 0.007 I_P\) 또는 \(\lambda = 0.434 C_c\) (압축지수(\(C_c\))를 직접입력 한 경우)
    • (3) 추가파라미터 자동계산, 경험식
      • \(\lambda = 0.434 C_c\)

  • 과압밀선 기울기 (\(K\))

    • 과압밀선의 기울기
    • (1) 직접입력
    • (2) 추가파라미터 자동계산, Karibe 방법
      • 직접입력
    • (3) 추가파라미터 자동계산, 경험식
      • \(K = \lambda / 10\)

  • 팽창계수 (\(D\))

    • 등압을 일정하게 유지하며 진행되는 삼축CD시험으로부터 계산될 수 있으며, 아래 식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
    • (1) 추가파라미터 직접입력, \(e_c\) 직접입력
      • \(D = \frac{\lambda - K}{M(1 - e_o)}\)
      • \(\lambda\), \(K\) 직접입력 값 사용
      • \(M = \frac{6 \sin \Phi'}{3 - \sin \Phi'}\)
      • \(\Phi' = \Phi\) (내부마찰각)
      • \(e_o = e_c\)
    • (2) 추가파라미터 직접입력, \(e_c\) 자동계산
      • 사용자가 입력한 \(D\) 값을 사용
    • (3) 추가파라미터 자동계산, \(e_c\) 직접입력
      • \(D = \frac{\lambda - K}{M(1 - e_o)}\)
      • \(\lambda\) 자동계산 값 사용 (정규압밀선 기울기 (\(\lambda\)) 내용 참조)
      • \(K\) 자동계산 값 사용 (과압밀선 기울기 (\(K\)) 내용 참조)
      • \(M = \frac{6 \sin \Phi'}{3 - \sin \Phi'}\)
      • \(\sin \Phi' = 0.81 - 0.233 \log I_P\)
      • 사용자가 입력한 \(e_c\)를 \(e_o\)로 사용
    • (4) 추가파라미터 자동계산, \(e_c\) 자동계산
      • \(D = \frac{\lambda - K}{M(1 - e_o)}\)
      • \(\lambda\) 자동계산 값 사용 (정규압밀선 기울기 (\(\lambda\)) 내용 참조)
      • \(K\) 자동계산 값 사용 (과압밀선 기울기 (\(K\)) 내용 참조)
      • \(M = \frac{6 \sin \Phi'}{3 - \sin \Phi'}\)
      • \(\sin \Phi' = 0.81 - 0.233 \log I_P\)
      • \(e_o\) 자동계산 값 사용 (\(e_o = 3.78 \lambda + 0.156\))

  • 선행 정지토압계수 (\(K_{oc}\))

    • 선행압밀 시의 정지토압계수로 삼축 \(K_o\) 압밀시험을 통해 산정할 수 있습니다.
    • (1) 추가파라미터 직접입력
      • 사용자가 입력한 \(K_{oc}\) 값을 사용
    • (2) 추가파라미터 자동계산
      • \(K_{oc} = 1 - \sin \Phi'\)
      • \(\sin \Phi' = 0.81 - 0.233 \log I_P\)

• Sekiguchi-Ohta(탄점소성)

  • 등장초기응력조건을 고려할 수 있는 점성토 거동을 나타내는 대표적인 모델로서, 탄점소성 거동을 정의하기 위한 재료모델입니다. Ohta(1971)모델을 Shibata(1963)가 제안한 dilatancy theory에 근거하여 확장한 모델입니다.

    

  • 추가파라미터 자동계산

    • Karibe식
      • 소성지수 (\(I_P\))
      • 압축지수 (\(C_c\)) - 입력 여부 선택
    • 경험식
      • 소성지수 (\(I_P\))
      • 압축지수 (\(C_c\))
      • 팽창지수 (\(C_r\)) - 입력 여부 선택

  • 선행압밀간극비 (\(e_c\))

    • 선행압밀간극비는 사용자 선택 입력 가능

  • 배수거리 (\(H\))

    • 압밀 배수거리를 입력하며, cm 단위로 고정되어 있습니다.

  • 과압밀비 (OCR)

    • 지반조사 결과, 문헌, 계측자료, 인접설계 사례를 분석하여 결정된 값을 사용하며, 정규압밀상태 해석시에는 '1'을 사용합니다.

  • 정규압밀선 기울기 (\(\lambda\))

    • 정규압밀선의 기울기
    • (1) 직접입력
    • (2) 추가파라미터 자동계산, Karibe 방법
      • \(\lambda = 0.015 + 0.007 I_P\) 또는 \(\lambda = 0.434 C_c\) (압축지수(\(C_c\))를 직접입력 한 경우)
    • (3) 추가파라미터 자동계산, 경험식
      • \(\lambda = 0.434 C_c\)

  • 과압밀선 기울기 (\(K\))

    • 과압밀선의 기울기
    • (1) 직접입력
    • (2) 추가파라미터 자동계산, Karibe 방법
      • 직접입력
    • (3) 추가파라미터 자동계산, 경험식
      • \(K = \lambda / 10\)

  • 팽창계수 (\(D\))

    • 등압을 일정하게 유지하며 진행되는 삼축CD시험으로부터 계산될 수 있으며, 아래 식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
    • (1) 추가파라미터 직접입력, \(e_c\) 직접입력
      • \(D = \frac{\lambda - K}{M(1 - e_o)}\)
      • \(\lambda\), \(K\) 직접입력 값 사용
      • \(M = \frac{6 \sin \Phi'}{3 - \sin \Phi'}\)
      • \(\Phi' = \Phi\) (내부마찰각)
      • \(e_o = e_c\)
    • (2) 추가파라미터 직접입력, \(e_c\) 자동계산
      • 사용자가 입력한 \(D\) 값을 사용
    • (3) 추가파라미터 자동계산, \(e_c\) 직접입력
      • \(D = \frac{\lambda - K}{M(1 - e_o)}\)
      • \(\lambda\) 자동계산 값 사용 (정규압밀선 기울기 (\(\lambda\)) 내용 참조)
      • \(K\) 자동계산 값 사용 (과압밀선 기울기 (\(K\)) 내용 참조)
      • \(M = \frac{6 \sin \Phi'}{3 - \sin \Phi'}\)
      • \(\sin \Phi' = 0.81 - 0.233 \log I_P\)
      • 사용자가 입력한 \(e_c\)를 \(e_o\)로 사용
    • (4) 추가파라미터 자동계산, \(e_c\) 자동계산
      • \(D = \frac{\lambda - K}{M(1 - e_o)}\)
      • \(\lambda\) 자동계산 값 사용 (정규압밀선 기울기 (\(\lambda\)) 내용 참조)
      • \(K\) 자동계산 값 사용 (과압밀선 기울기 (\(K\)) 내용 참조)
      • \(M = \frac{6 \sin \Phi'}{3 - \sin \Phi'}\)
      • \(\sin \Phi' = 0.81 - 0.233 \log I_P\)
      • \(e_o\) 자동계산 값 사용 (\(e_o = 3.78 \lambda + 0.156\))

  • 선행 정지토압계수 (\(K_{oc}\))

    • 선행압밀 시의 정지토압계수로 삼축 \(K_o\) 압밀시험을 통해 산정할 수 있습니다.
    • (1) 추가파라미터 직접입력
      • 사용자가 입력한 \(K_{oc}\) 값을 사용
    • (2) 추가파라미터 자동계산
      • \(K_{oc} = 1 - \sin \Phi'\)
      • \(\sin \Phi' = 0.81 - 0.233 \log I_P\)

  • 이차압밀계수 (\(\alpha\))

    • Oedometer 시험을 통해 산정할 수 있습니다.
    • (1) 추가파라미터 직접입력
      • 사용자가 입력한 \(\alpha\) 값을 사용
    • (2) 추가파라미터 자동계산
      • \(e_o = 3.78 \lambda + 0.156\)
      • \(\alpha_e = 0.05 \lambda\)
      • \(\alpha = \frac{\alpha_e}{1 + e_o}\)

  • 초기체적변형률비 (\(v_o\))

    • 이차 압밀이 시작되는 시점에서의 체적변형률비 (\(v_o = \alpha / t_o\), \(t_o\) : 1차압밀 완료시간)
    • 이때, \(T_v(90\%) = 0.848\), \(H\)는 cm, \(t_c\)는 min

기초모듈 - 추가 파라미터

• 점토

  

  • 재질종류 : 연약한 점토와 견고한 점토에 대해 선택이 가능합니다. (견고한 점토 선택 시 초기수평반력계수 물성 입력이 가능합니다.)
  • 초기수평반력계수 : 견고한 점토의 초기수평반력계수를 입력합니다.
  • 응력 50%에서 변형률 : 응력 50%에서의 지반 변형률을 입력합니다.
  • 단위 극한주면마찰력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한주면마찰력을 입력합니다.
  • 단위 극한선단지지력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한선단지지력을 입력합니다.
  • 평균수평반력계수 : 탄성해석에서 사용하는 지반의 평균수평반력계수를 입력합니다.

• 사질토

  

  • 재질종류 : 사질토 (Reese et al.)와 사질토(API)에 대해 선택이 가능합니다.
    (사질토 (Reese et al.) 선택 시 초기수평반력계수 물성 입력이 가능합니다.)
  • 초기수평반력계수 : 견고한 점토의 초기수평반력계수를 입력합니다.
  • 단위 극한주면마찰력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한주면마찰력을 입력합니다.
  • 단위 극한선단지지력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한선단지지력을 입력합니다.
  • 평균수평반력계수 : 탄성해석에서 사용하는 지반의 평균수평반력계수를 입력합니다.

• C-Phi

  

  • 재질종류 : 실트에 대해 선택 가능합니다.
  • 초기수평반력계수 : 견고한 점토의 초기수평반력계수를 입력합니다.
  • 응력 50%에서 변형률 : 응력 50%에서의 지반 변형률을 입력합니다.
  • 단위 극한주면마찰력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한주면마찰력을 입력합니다.
  • 단위 극한선단지지력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한선단지지력을 입력합니다.
  • 평균수평반력계수 : 탄성해석에서 사용하는 지반의 평균수평반력계수를 입력합니다.

• 연암

  

  • 재질종류 : Vuggy Limestone과 WeakRock에 대해 선택이 가능합니다.
    (WeakRock 선택 시 초기수평반력계수 물성 입력이 가능합니다.)
  • 초기수평반력계수 : 견고한 점토의 초기수평반력계수를 입력합니다.
  • 응력 50%에서 변형률 : 응력 50%에서의 지반 변형률을 입력합니다.
  • 단위 극한주면마찰력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한주면마찰력을 입력합니다.
  • 단위 극한선단지지력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한선단지지력을 입력합니다.
  • 암질지수 : 암반의 암질지수를 입력합니다.
  • 평균수평반력계수 : 탄성해석에서 사용하는 지반의 평균수평반력계수를 입력합니다.

• 경암

  

  • 재질종류 : Vuggy Limestone과 WeakRock에 대해 선택이 가능합니다.
    (WeakRock 선택 시 초기수평반력계수 물성 입력이 가능합니다.)
  • 초기수평반력계수 : 견고한 점토의 초기수평반력계수를 입력합니다.
  • 응력 50%에서 변형률 : 응력 50%에서의 지반 변형률을 입력합니다.
  • 단위 극한주면마찰력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한주면마찰력을 입력합니다.
  • 단위 극한선단지지력 : 입력된 지반에서 기초의 단위 극한선단지지력을 입력합니다.
  • 암질지수 : 암반의 암질지수를 입력합니다.
  • 평균수평반력계수 : 탄성해석에서 사용하는 지반의 평균수평반력계수를 입력합니다.

동해석모듈 - 추가 파라미터

• 탄성지반

  • 응력-변형률 관계가 탄성인 재료의 거동을 모사하기 위해 사용합니다.

    

  • 탄성계수증감 : 높이에 따른 탄성계수의 증감량

  • 기준높이 : 기준 높이

• Mohr Coulomb

  • 탄소성 거동을 하는 재료를 모사하기 위해 사용하며, 가장 대표적인 탄소성 모델입니다.

    

  • 탄성계수증감

    • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 중력방향으로 기울기를 따라 탄성계수의 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 탄성계수 값을 기준으로 계산됩니다.

  • 점착력증감

    • 동일한 파라미터를 갖고 있는 지층에서 입력한 기준높이로부터 중력방향으로 기울기를 따라 점착력 증감량을 고려하는 경우 사용합니다. 일반파라미터의 점착력 값을 기준으로 계산됩니다.

  • 기준높이

    • 전체좌표계 기준 상의 높이이며, 입력한 값으로부터 탄성계수 증감/ 점착력 증감이 고려됩니다.

  • 팽창각 (ψ)

    • 다일러턴시 각(체크하지 않는 경우, 마찰각 값과 동일한 값이 해석에 반영됩니다.)

  • 인장강도

    • tension cut-off를 고려하는 경우 인장강도 값을 입력합니다.

    • (일반파라미터의 점착력과 내부마찰각으로부터 계산되는 인장강도 값보다 큰 값을 입력하는 경우 내부적으로 zero setting 하고 있습니다.)

• 탄성지반(등가선형)

  • 2차원 등가선형해석시 응력-변형률 관계가 탄성인 재료의 거동을 모사하기 위해 사용합니다.

    

  • 전단탄성계수 : 지반재료의 동적 전단탄성계수 값을 입력합니다.

  • 포아송비 : 지반재료의 동적 포아송비를 입력합니다.

  • 감쇠비 : 지반재료의 감쇠비를 입력합니다.

  • 변형율적합특성 : 체크박스 선택시 지반재료의 비선형성과 비탄성 거동을 고려하기 위한 전단탄성계수와 감쇠비 함수를 선택 및 작성합니다. 체크박스를 선택하지 않은 경우에는 지반재료를 선형으로 가정하여 위에 입력된 전단탄성게수와 감쇠비를 이용하여 2차원 등가선형해석을 수행합니다.

    

  • 이름 : 변형률 적합 특성 함수의 이름을 입력합니다.

  • 동적 곡선식 사용 : 기존의 다양한 데이터베이스로부터 물성값을 정의합니다. 아래의 대화창들은 각각 일본 토목연구소의 식, 항만시설 기술상의 기준, Yasda의 방법 그리고 액상화 메뉴얼에 의한 데이터베이스 선택을 나타내고 있습니다.

    
    

  • 데이터 베이스 : 기존의 연구자들에 의해 제시된 데이터베이스를 불러옵니다.

    

    • 변형률 적합 특성 함수의 데이터베이스는 아래와 같습니다.

      구분	데이터베이스
      Modulus Reduction Curve	Clay - PI=5-10 (Sun et al.0) Clay - PI=10-20 (Sun et al.0) Clay - PI=20-40 (Sun et al.0) Clay - PI=40-80 (Sun et al.0) Clay - PI=80+ (Sun et al.0) Clay (Seed and Sun 1989) Gravel (Seed et al.0) Linear Rock Rock (Idriss) Sand (Seed & Idriss) - Lower Bound Sand (Seed & Idriss) - Average Sand (Seed & Idriss) - Upper Bound Sand (Seed and Idriss 1970) Vucetic - Dobry
      감쇠곡선	Clay - Lower Bound (Sun et al.0) Clay - Average (Sun et al.0) Clay - Upper Bound (Sun et al.0) Clay (Idriss 1990) Gravel (Seed et al.0) Linear Rock Rock (Idriss) Sand (Idriss 1990) Sand (Seed & Idriss) - Lower Bound Sand (Seed & Idriss) - Average Sand (Seed & Idriss) - Upper Bound Vucetic - Dobry

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.