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지반굴착 흙막이공의 정보화시공 종합관리 시스템
Total Management System for Earth Retaining Structures Using Observational Method

오정환   ((주)한국지오컨설턴트CC0032518  ); 조철현   ((주)한국지오컨설턴트CC0032518  ); 김기웅   (인천전문대학 토목과  ); 백영식   (경희대학교 토목건축공학부UU0001575  );
  • 초록

    굴착단계별 지반거동을 예측하기 위해 아무리 정교한 수치해석기법을 적용하여도 수치해석 모델링, 토질정수, 현장 및 시공조건 등과 관련한 불확실성으로 인해 실제 시공시 관측되는 거동은 설계단계의 수치해석을 통한 예측과 상당히 다른 결과를 나타낸다. 따라서, 굴착과정에서 발생되는 지반거동을 파악하기 위해서 항상 현장계측을 통한 관리가 이루어져야 한다. 하지만 지금까지 수행된 계측관리는 현단계 안정성만을 판단하는 절대치 관리기법에 한정되어 있어 다음 굴착단계에 대한 지반거동의 예측이 어려운 실정이다. 이러한 측면에서 본 연구는 현단계 안정성 여부를 판단하는 절대치 관리기법 이외에 역해석을 통해 다음 굴착단계의 지반거동을 예측하고 안정성을 판단하는 예측관리기법을 도입한 지반굴착 흙막이공의 정보화시공 종합관리 시스템인 TOMAS-EXCAV를 개발하였다. TOMAS-EXCAV는 SQP-MMFD의 최적화기법을 적용한 역해석 프로그램을 정해석 프로그램과 연계하여 굴착 또는 시공 초기단계에 실시된 계측결과를 토대로 주요 설계변수의 최적화를 수행함으로써 흙막이구조물 해석시 모든 불확실성을 포괄적으로 반영한다. 본 연구에서는 이에 대한 검증을 위해 흙막이 현장 2개소를 선정하여 역해석을 중심으로 TOMAS-EXCAV의 적용성을 확인하였다.


    Observational results of ground movement during the construction were very different from those predicted during the analysis of design step because of the uncertainty of the numerical analysis modelling, the soil parameter, and the condition of a construction field, etc., however accurately numerical analysis method was applied for prediction of ground movement per the excavation step. Therefore, the management system through the construction field measurement should be achieved for grasping the situation during the excavation. Until now, the measurement system restricted by 'Absolute Value Management system'analyzing only the stability of present step has been executed. So, it was difficult to expect the prediction of ground movement fur the next excavation step. In this situation, this study developed 'The Management system TOMAS-EXCAV'consisted of 'Absolute value management system'analyzing the stability of present step and 'Prediction management system'expecting the ground movement of next excavation step and analyzing the stability of next excavation step by 'Back Analysis'. TOMAS-EXCAV could be applied to all the uncertainty of earth retaining structures analysis by connecting 'Forward analysis program'and 'Back analysis program'and optimizing the main design variables using SQP-MMFD optimization method through measurement results. The applicability of TOMAS-EXCAV was confirmed by back analysis selecting two earth retains construction fields.


  • 주제어

    Back analysis .   Excavation .   Observational method .   Optimum method.  

  • 참고문헌 (13)

    1. Direct Search Solution of an Inverse Problem in Elastoplaticity : Identification of Cohesion, friction Angle and In-situ Stress by Pressure Tunnel Tests , Gioda, G.;Marier, G. , Rock machanics and Rock Engineering / v.15,pp.,
    2. Calibration of a Rheological Material Model on the Basis of Field Measurements , Cividini, A.;Gioda, G.;Barla, G. , 15th International conference on Numerical Methods in Geomechanics, Nagoya / v.,pp.,
    3. Back analysis for tunnels by Optimization Method , Hisathake, M.;Ito, T. , Proceedings of 15th International Conference of Numerical Methods in Geomechanics / v.,pp.,
    4. Dunnicliffe. J , Geotechnical Instrumentation for Monitoring Field Performance / v.,pp.,
    5. 건설교통부 , 토류벽의 굴착단게별 거동예보 시스템 / v.,pp.,
    6. Vanderpaats, G. N. , Numerical Optimization Techniques for Engineering Design / v.,pp.,
    7. 탄소성 지반 스프링 모델에 의한 굴착 해석시 지반의 물성치 평가를 위한 역해석 , 이해성;정충기;김재관;김봉균 , 대한 토목 학회 논문집 / v.16,pp.,
    8. Interpretation of the Results of Displacement Measurements in Cut Slopes , Sakurai, S. , 2nd International Symposium on Field Measurement in Geomechanics / v.,pp.,
    9. 굴착 관리 정보화 시스템의 개발및 적용 , 권오순;정충기;김재관;이해성;김명모 , 한국지반공학회지 / v.15,pp.,
         
    10. Lateral Support Systems and Underpining , Goldberg-Zoino;Associates , FHWA / v.1,pp.257-210,
    11. ADS-a Fortran Program for Automated Design Synthesis(Ver 1.10) , Vanderpaats, G. N. , NASA CR 172460 / v.,pp.,
    12. 지반굴착 흙막이공의 정보화 시공 종합관리를 위한 역해석 프로그램 개발 , 오정환;조철현;김성재;백영식 , 정보화 시공 학술 발표회 / v.,pp.,
    13. Back Analysis of Measured Displacement of Tunnels , Sakurai, S.;Takeuchi, K. , Rock Mechanics and Rock Engineering / v.16,pp.,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Shin, Han-Woo ; Kim, Gwang-Hee ; Kim, Young-Seok 2007. "A Study on Neural Networks Forecast Model of Deep Excavation Wall Movements" 한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, 7(3): 131~137     

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