지반조사기술위원회(위원장: 정충기 교수)는 9월 7일 서울대학교의 에너지 신기술연구소에서 지반의 구성모델링 기법 및 비선형 해석법 에 관한 주제로 제 3차 학술세미나를 개최하였다. 금번 세미나에서는 지반에서의 구성방정식 이론과 적용에 관한 기초적인 개념부터 지반의 동적거동을 모사하는 유한요소해석 적용사례까지 포괄적으로 발표되었으며, 회원들의 이해와 관심있는 참여를 도모하는 측면에서 발표가 이루어졌다. 지반의 구성방정식은 지반 또는 지반구조물의 거동특성을 이해하고 예측하는 수치해석에 있어서 매우 중요한 핵심요소이기 때문에, 지반조사기술위원회에서는 금번 세미나를 시작으로 향후 수치해석이나 구성방정식의 분야에 있어서 보다 다양하고 심도있는 세미나를 계획하고 있다. 금번 세미나에서는 오세붕 교수(영남대)의 지반재료의 구성관계 및 비선형 해석의 개념 , 송정락 박사(삼보기술단)의 CPT 및 SPT 등의 원위치시험과 구성방정식의 관계 , 박인준 교수(한서대)의 항만설계시 내진문제 엄밀해석 등의 세부 발표가 있었으며, 각 발표의 내용을 정리하면 다음과 같다.



1. 지반재료의 구성관계 및 비선형 해석의 개념

오세붕 (영남대학교)

지반 또는 지반구조물의 수치해석에 있어서 지반재료의 응력-변형률 거동을 규정하는 식인 구성관계식을 기본 개념에서부터 구체적인 내용까지 자세히 소개하였다. 구체적으로는 연속체 요소에서의 응력과 힘에 대한 정의, 텐서를 이용한 응력의 표현방법 등을 정리하였고, 미소변형률에서 재료의 탄소성 거동을 표현하는 응력-변형률 관계를 설명하였으며, 대변형률에서 재료의 비선형 거동을 표현하는 Hyperbolic Model, Ramberg-Osgood 모델 등과 같은 비선형모델들의 정의, 장단점 및 특징 등을 비교하였다. 또한, 재료의 탄소성 거동을 설명하기 위하여 hyperelasticity, hypoelasticity, 유동규칙(flow rule), 경화규칙(hardening rule) 등과 같은 기본개념을 자세히 언급하였고, 이어서 Drucker-Prager 파괴규준, Mohr-Coulomb 파괴규준, Mises 규준 등의 전응력·유효응력 모델, 또한 체적의 소성변형을 표현하는 Cam-Clay 모델, Cap 모델 등을 관련 수식과 함께 설명하였다. 끝으로, 지반재료의 구성관계를 고려하는 비선형 유한요소해석과 구체적 수치해석 사례를 소개함으로써 지반재료의 구성관계에 대한 설명을 마무리하였다.



2. CPT 및 SPT 등 원위치 시험과 구성방정식의 관계

송정락,전성권(삼보기술단)

CPT, SPT 등 현장관입시험은 지반내부에 관입체를 관입시키고 이 때 발생하는 지반의 관입저항으로부터 지반의 특성을 평가하는 시험이다. 이 경우 관입체 주변지반에는 거의 완전한 파괴가 발생하여 심한 변형을 겪게되고, 지반입자의 교란 등 여러 가지 현상이 발생하게 된다. 본 발표에서는 관입시험시 주변에서 발생하는 이러한 현상들에 대한 이해 및 이를 구성방정식에서 어떻게 고려하는가 하는 방법에 대해 언급보았다. 구체적으로는 CPT, SPT 특성과&n