최소기대비용에 의한 연직배수시설의 설계
Minimum Expected Cost based Design of Vertical Drain Systems
0
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
초록
본 연구에서는 지반정수들의 불확실성을 고려하지 못하는 현재의 결정론적 해석(deterministic analysis)과 이를 기반으로 하는 설계의 단점을 극복하기 위한 대안으로 연직배수공법에 대하여 확률론적 해석과 이를 기반으로 한 최소 기대비용에 의한 설계(minimum expected cost-based design)를 제안하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 연직배수공법의 설계에 사용되는 변수들의 불확실성에 대하여 고찰하였으며, 이들 변수들과 계산된 압밀도와의 상관분석을 통하여, 가장 영향이 큰 변수를 확률변수로 선정하고, 이들 확률변수를 고려하여 목표압밀도에 도달하지 못할 확률을 고려한 설계를 제안하였다. 그리고 기대비용의 개념을 도입하여 이를 최소화하는 설계법을 제안하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 확률론적 해석을 위하여 수평압밀도에 영향을 미치는 많은 변수들에 대한 분석을 실시하여 확률변수로 수평압밀계수 와 스미어 효과 를 선정하였으며, Hansho의 간편해를 확률변수 을 이용하여 수정하였다. 2. 확률론적 해석을 바탕으로 기대비용을 산정하기 위하여 연직배수재공법의 비용을 초기비용과 기대추가비용으로 구분하였다. 초기비용은 장비 및 재료비용을 포함한 연직배수재의 설치비용이며, 기대추가비용은 압밀도에 도달하지 못할 확률과 이때 발생하는 추가비용의 곱으로 정의하였다. 3. 초기비용과 기대추가비용의 합인 총기대비용은 배수재의 영향반경 가 증가하면서 최소점을 지나 증가하는 형태로 나타났다. 초기의 총기대비용의 감소는 배수재 간격의 증가에 따른 초기비용의 감소에 기인한 것이며, 최소점을 지난 증가부분은 기대추가비용의 증가에 기인한 것이다. 총기대비용의 증가 정도는 위험도(기대추가비용의 초기비용에 대한 비)가 클수록 증가하였다. 4. 확률론적 해석에 있어서 파괴확률을 결정하는 경우와 달리 기대비용을 적용한 본 연구에서는 비용을 최소화하는 문제이므로 보다 합리적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.
Abstract
In general, geotechnical properties have many uncertain aspects, thus probabilistic analysis have been used to consider these aspects. It is, however, quite difficult to select an appropriate target probability for a certain structure or construction process. In this study, minimum expected cost design method based on probabilistic analysis is suggested for design of vertical drains generally used to accelerate consolidation in soft clayey soils. A sensitivity analysis is performed to select the most important uncertain parameters for the design of vertical drains. Monte Carlo simulation is used in sensitivity analysis and probabilistic analysis.Total expected cost, defined as the sum of initial cost and expected additive cost, varies widely with variation of input parameters used in design of vertical drain systems. And probability of failure to get the minimum total expected cost varies under the different design conditions. A minimum value of total expected cost is suggested as a design value in this study. The proposed design concept is applicable to unit construction process because this approach is to consider the uncertainties using probabilistic analysis and uncertainties of geotechnical properties.
참고문헌 (9)
- "The Influence of Drain Wells on the Consolidation of Fine-grained Soils" (1944)
- "and decision for civil engineers" (1970), McGraw-Hill Book Co
- "Investigation of factors affecting vertical drain behavior Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering", 125(3), pp.216~226 (1999)
- "Reliability applied to slope stability analysis Journal of Geotechnical Engineering", pp.2180~2207 (1994)
- "Consolidation of clay by band shaped prefabricated drains", pp.16~25 (1979)
- "Consolidation of Fine-Grained Soils by Prefabricated Drains", pp.677~682 (1981)
- "Uncertainties in characteristic soil properties", 1, pp.49~75 (1996)
- "Consolidation under time dependent loading Journal of Geotechnical Engineering Division", pp.55~60 (1977)
- "Characterization of geotechnical variability", 36(4), pp.612~624 (1999)