- 유전자 알고리즘 및 인공신경망 이론을 이용한 쏘일네일링 굴착벽체 시스템의 최적설계
- ㆍ 저자명
- 김홍택,황정순,박성원,유한규
- ㆍ 간행물명
- 韓國地盤工學會論文集
- ㆍ 권/호정보
- 1999년|15권 4호|pp.113-132 (20 pages)
- ㆍ 발행정보
- 한국지반공학회
- ㆍ 파일정보
- 정기간행물| PDF텍스트
- ㆍ 주제분야
- 기타
국내에서는 근래에 들어, 다양한 지반조건 및 현장여건을 지닌 지하굴착 및 사면보강 등의 현장에 쏘일네일링 공법의 적용이 점차 확대되어 왔다. 또한 쏘일네일링 공법의 설계는 일반적으로, 한계평형적 해석방법에 의거해 보강토체의 활동에 대한 소요안전율을 만족하는 단면을 우선 결정한 다음, 수치해석 프로그램을 이용하여 이 단면 전면벽체에서 예상되는 최대변위를 추가로 확인하는 비교적 단순화된 과정을 통해 이루어져 왔다. 그러나 쏘일네일링 공법의 경우 관련 설계변수가 비교적 다양한 특징을 지니고 있으며, 따라서 이와 같은 설계변수들 사이의 상호 연관성을 고려하는 보다 합리적인 설계법 제시 차원의 노력이 지속적으로 요구되는 실정이다. 이외에도 원지반 흙의 비등방성, 채취시료의 교란 정도 및 측정상의 오차 등 설계에 적용되는 각종변수가 지니고 있는 불확실성 등을 감안할 때, 현재 시점에서는, 축적된 다양한 현장의 계측자료를 수집하여 관련 설계변수 사이의 상호 연관성을 체계적으로 분석하려는 노력과 더불어 신뢰성 있는 효율적인 기법을 이용하여 경제성이 강조되는 최적화 설계 차원의 노력도 요구되는 시점으로 판단된다. 이와 같은 목적의 일환으로, 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 쏘일네일링 굴착벽체 시스템의 시공비용 최소화를 위한 최적설계기법을 제시하였으며, 또한 제시된 최적설계기법의 전제조건중의 하나로 고려되는 숏크리트 전면벽체의 발생변위를 합리적으로 예측하기 위해 인공신경망 이론을 도입하였다. 다양한 비교.분석과 더불어, 최종적으로는 제시된 쏘일네일링 굴착벽체 시스템 최적화 기법의 적합성 여부를 종합적으로 확인하기 위해, 실제 시공이 이루어진 현장의 설계단면과 제시기법에 의거해 최적화된 설계단면을 서로 비교.분석하였다.
Recently in Korea, application of the soil nailing is gradually extended to the sites of excavations and slopes having various ground conditions and field characteristics. Design of the soil nailing is generally carried out in two steps, The First step is to examine the minimum safety factor against a sliding of the reinforced nailed-soil mass based on the limit equilibrium approach, and the second step is to check the maximum displacement expected to occur at facing using the numerical analysis technique. However, design parameters related to the soil nailing system are so various that a reliable design method considering interrelationships between these design parameters is continuously necessary. Additionally, taking into account the anisotropic characteristics of in-situ grounds, disturbances in collecting the soil samples and errors in measurements, a systematic analysis of the field measurement data as well as a rational technique of the optimum design is required to improve with respect to economical efficiency. As a part of these purposes, in the present study, a procedure for the optimum design of a soil nailing excavation wall system is proposed. Focusing on a minimization of the expenses in construction, the optimum design procedure is formulated based on the genetic algorithm. Neural network theory is further adopted in predicting the maximum horizontal displacement at a shotcrete facing. Using the proposed procedure, various effects of relevant design parameters are also analyzed. Finally, an optimized design section is compared with the existing design section at the excavation site being constructed, in order to verify a validity of the proposed procedure.