SOILWORKS 사면모듈에서 지원하는 한계평형법(LEM)은 다수의 가상파괴면을 설정하고, 각각의 파괴면에 대한 안전율을 계산한 후, 그 중 최소의 값을 사면의 안전율로 산정하는 해석법입니다. 때문에 가상파괴면을 어떻게 설정하느냐에 따라 안전율이 달라지기도 하고, 의도한 바와는 다른 형태가 최소 안전율 파괴면으로 선정되기도 합니다. 즉, 한계평형법 해석시에는 가상파괴면 설정이 결과에 가장 큰 영향을 미치는 경계조건이라고 할 수 있습니다.
SOILWORKS에서 가상파괴면을 설정하는 방법은 크게 3가지로 원호파괴면, 다변파괴면, 파괴면 자동탐색을 이용할 수 있습니다.
질문
파괴면 자동탐색은 어떻게 설정하나요?
답변
파괴면 자동탐색은 몇 가지 설정으로 최소안전율을 나타내는 원호를 자동으로 찾아주는 방식의 기능입니다. SOILWORKS의 파괴면 자동탐색은 2단계에 걸쳐 원호를 탐색합니다.
1단계
‘통과점’에서 ‘한계점’까지를 동일한 수평간격으로 ‘간격개수'만큼 등분합니다. 그 후 통과점에서 수평방향으로 등분된 위치가 사면에 닿는 점까지를 각각 연결하고, 각 연결선의 중심에서 사면 바깥으로 수선을 올립니다. 이때 통과점에서 각 연결선의 중심까지의 거리를 Ln으로 정의하고, 각 수선에 Ln의 간격으로 원호 중심을 설정합니다. 이때 Ln/2의 위치에 첫 번째 원호 중심점 하나를 더 그립니다. 원호의 중심을 결정 한 후 ‘원호반경 증가’ 값과 ‘원호반경 증가개수’를 이용하여 각 원호 중심에서의 가상파괴면 원호를 설정하여 계산합니다.
2단계
1단계 해석 결과 A점에서 최소안전율이 발생했다고 가정하면, 2단계에서는 그 주변을 더 세분하게 잘라 다시 한번 해석을 수행합니다. 먼저 최소안전율 중심점 A가 발생한 수선 B1과 양 옆의 B2, B3를 찾습니다. 그리고 최소안전율이 발생한 A 점이 만약 B1 선상의 중심점 중 i번째 중심점이라면, B2, B3 선상에서 각각 i-1번째와 i+1번째에 해당하는 네 개의 중심점 위치를 위 그림의 A1, A2, A3, A4와 같이 찾습니다. 이렇게 탐색된 네 개의 중심점을 잇는 사변형의 변을 간격개수로 나누어 추가적인 원호 중심을 설정하고 해석을 다시 수행하여 최소안전율을 찾습니다.