• Geomechanics and Engineering
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• 제6권1호
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• pp.1-15
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• 2014

In this study, artificial neural network (ANN) and multiple regression (MR) models were developed to predict the critical factor of safety ($F_s$) of the homogeneous finite slopes subjected to earthquake forces. To achieve this, the values of $F_s$ in 5184 nos. of homogeneous finite slopes having different slope, soil and earthquake parameters were calculated by using the Simplified Bishop method and the minimum (critical) $F_s$ for each of the case was determined and used in the development of the ANN and MR models. The results obtained from both the models were compared with those obtained from the calculations. It is found that the ANN model exhibits more reliable predictions than the MR model. Moreover, several performance indices such as the determination coefficient, variance account for, mean absolute error, root mean square error, and the scaled percent error were computed. Also, the receiver operating curves were drawn, and the areas under the curves (AUC) were calculated to assess the prediction capacity of the ANN and MR models developed. The performance level attained in the ANN model shows that the ANN model developed can be used for predicting the critical $F_s$ of the homogeneous finite slopes subjected to earthquake forces.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.513-520
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• 2003

A numerical comparison or predictions by limit equilibrium analysis and 3n analysis is presented for slope/pile system. Special attention is given to the coupled analysis based on the explicit-finite-difference code, FLAC. To this end, an internal routine (FISH) was developed to calculate a factor of safety for a pile-reinforced slope according to shear strength reduction technique. The case of coupled analyses was performed for stabilizing piles in slope in which the pile response and slope stability are considered simultaneously and subsequently the factors of safety are compared to uncoupled analysis (limit equilibrium analysis) solution for a homogeneous slope. Based on a limited parametric study, it is shown that in the free-head condition the factor of safety in slope is more conservative for a coupled analysis than for an uncoupled analysis and a definitely larger value represents when piles are installed in the middle of the slopes and are restrained in the pile head.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.207-215
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• 2004

본 연구는 보강사면에 상계이론를 적용하여 실제 한계상태에 가까운 신뢰성이 높은 해석방법을 개발하는데 목적이 있으며 상계해석의 유한요소공식화를 전개하는데 있어 거시적인 관점으로부터 비등방성이면서 균질한 재료에 대한 수치해석의 기본 개념은 얻을 수 있다. 보강토는 뒷채움한 성토와 보강재 경계면의 상호작용으로 보강토의 강도가 보강재의 재료적 특성에 의존하고 있기 때문에 흙의 역학적 특성과 보강토의 전체 거동은 보강재의 기하학적인 배열과 상대적인 면적에 의해서 조절할 수 있다. 따라서, 상계이론은 보강사면의 한계상태 거동을 효과적으로 산정할 수 있어 국부적으로 발생하는 소성파괴를 예측할 수 있다.

• 한국농공학회지
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• 제38권5호
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• pp.125-139
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• 1996

This study was performed to provide the design method for soil structure which guarantees proper safety with uncertainty of soil parameters. For this purpose, the effect of uncertainty of soil parameters for slope stability was analyzed by Bishop's simplified method and Monte Carlo simulation(MC). And reliability analysis program, RESFEM, was developed by combining elastic theory, MC, FEM, SFEM, and reliability, which can consider uncertainty of soil parameters. For factor of safety(FS) 1.0 and 1.2 by Bishop's simplified method, the probability of failure(Pf) was analyzed with varying coefficient of variation(c.o.v.) of soil parameters. The Pf increased as c.o.v. of soil parameters increased. This implies that FS is not the absolute index of slope safety, and even if FS is same, it has different Pf according to c.o.v. of soil parameters. The RESFEM was able to express the Pf at each element in slope quantitatively according to uncertainty of soil parameters. The variation of Pf with uncertainty of soil parameters was analyzed by RESFEM, and it was shown that the Pf increased as the c.o.v. of soil parameters increased.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.121-129
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• 2004

본 연구에서는 균질 단순사면의 안정검토 시 간편하게 이용할 수 있는 사면안정도표를 제안하였다. 기존의 사면안정도표는 대부분 한계평형해석에 근거하고 있으나 잘 알려진 바와 같이 한계평형해석은 역학적으로 엄밀한 해석기법이 아니다. 반면 가상일방정식과 소성이론의 경계정리를 이용한 한계해석은 계산이 간단하면서도 역학적 엄밀성이 보장되어 사면과 같은 지반구조물의 안정해석에 적합한 해석기 법이다. 특히 유한요소와 최적화기법을 적용한 수치한계해석은 다양한 사면조건을 반영할 수 있을 뿐 만 아니라 안정해의 최적값을 효율적으로 산정할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 유효응력 개념의 수치한계해석기법을 개발하고 다양한 사면조건에 대한 해석을 수행하여 역학적으로 엄밀한 사면안정도표를 제안하였다. 유효응력해석을 위한 간극수압의 영향은 기존의 사면안정도표와 같이 간극 수압비를 적용하여 고려하였다. 제안된 안정도표와 Spencer 안정도표를 비교한 결과 Spence. 안정도표를 적용하여 사면설계를 수행할 경우 안전측 설계가 됨을 알 수 있었다.

• International Journal of Safety
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• 제2권1호
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• pp.39-44
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• 2003

The present study deals with an approximate integral equation approach to finite deflection of elastic plates with arbitrary plane form. An integral formulation leads to a system of boundary integral equations involving values of deflection, slope, bending moment and transverse shear force along the edge. The basic principles of the development of boundary element technique are reviewed. A computer program for solving for stresses and deflections in a isotropic, homogeneous, linear and elastic bending plate is developed. The fundamental solution of deflection and moment is employed in this program. The deflections and moments are assumed constant within the quadrilateral element. Numerical solutions for sample problems, obtained by the direct boundary element method, are presented and results are compared with known solutions.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.5-15
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• 2015

본 연구에서는 수리-역학적 유한요소 해석기법을 바탕으로 강우침투에 의한 비탈면 안정성과 커플링 효과를 분석하였다. 이를 위해 수리학적 특성과 역학적 특성을 동시에 고려할 수 있는 해석기법을 개발 하였으며, 현장모관흡수력 측정 결과를 활용하여 해석기법을 검증하였다. 이를 바탕으로 균질한 지층과 비탈면을 모델링 하여 강우발생에 따른 모관흡수력 변화, 평균유효응력, 간극률 변화, 지반 변위, 안전율의 결과를 단계별 해석결과와 비교 분석하였다. 그 결과, 간극률의 변화를 고려할 수 있는 커플링 해석의 변위는 단계별 해석에 비해 크게 나타났으며, 모관흡수력은 천천히 감소하는 것으로 나타났다. 커플링 해석을 통해 동시에 계산된 변형과 모관흡수력 감소는 비탈면의 불안정성에 큰 영향을 미치며, 점진적 파괴거동을 확인할 수 있다. 커플링 해석을 통한 비탈면 안정해석 시, 단기간 발생한 강우에 대해 낮은 안전율을 보여 커플링 효과가 큰 것으로 나타났으며, 집중호우에 의한 비탈면 설계 시 커플링 해석이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.263-272
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• 1999

사면안정 문제에 널리 이용되는 절편법은 사용이 간편하고 계산시간이 짧다는 장점이 있으나, 각 절편들 사이에 작용하는 힘에 대한 가정에 따라 여러 가지 방법으로 분류되며, 그 결과 또한 다르게 나오는 단점이 있다. 이러한 방법간의 차이는 경우에 따라 매우 심하여 공학적인 결정을 어렵게 하는 경우가 드물지 않다. 본 논문에서는 이러한 문제에 대한 해결방안의 하나로 유한요소법 및 유한차분법을 이용한 사면의 안정성 해석 및 안전율 계산방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여 유한차분법을 이용한 지반해석용 프로그램인 FLAC을 이용하여 사면의 안전율을 계산하는 routine을 작성하고, Chen의 한계평형해와 비교하여 검증하였다. Fredlund 와 Krhan이 제시한 문제에 적용하여 그 결과를 흔히 사용되는 몇 가지 절편법에 대한 해석결과와 비교한 결과 균질한 지반의 경우에는 절편법과 0.01 이내의 차이를 보였으며, 연약면이 존재하는 경우에는 절편법에 의한 해와 5% 이내의 차이를 보였다. 대부분의 지반해석용 프로그램들은 복잡한 지반조건은 물론, 지반보강재의 효과도 고려할 수 있으므로 수치해석에 의한 해법이 공학적인 결정에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 생각되며, 개발된 routine은 절편법이 제한적으로만 적용되는 절리암반사면이나 풍화암 사면의 안전율 계산에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.35-42
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• 2012

균질한 재료로 설계된 댐에서 수직 수평 투수계수가 서로 다를 경우에 이 비등방성 비율이 침투수의 침투면과 신뢰성지수에 어떤 영향을 주는지를 분석하였다. 정상상태에 있는 포화-불포화 침투수 현상을 유한요소법을 사용하여 분석하였다. 수평방향 투수계수를 고정한 상태에서 수직방향 투수계수만을 줄여주는 방법으로 여러가지 다른 비등방성 비율을 해석하였다. 댐제체의 전단강도는 수정된 모어-쿨롱 파괴기준을 사용하여 결정하였다. 해석 결과에 따르면 비등방성 비율이 증가함에 따라 침투면의 거리와 신뢰성지수는 증가하는 것으로 나타났으나 댐 상하류의 전체 수두차에 따라 차이를 보였다. 이러한 침투면과 신뢰성지수의 차이는 비등방성 비율이 변동함에 따라 등가수두선도 변화하는 현상에 의한 것으로 판단된다.