과학연구

여러가지 주기하중이 작용할 때 수직배수에 의한 비포수토질의 방사상려과압밀해석

 2022.7.7.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《국토관리와 환경보호부문의 과학연구기관들에서는 강성국가건설의 요구에 맞게 과학연구사업을 힘있게 벌려 국토관리와 환경보호사업에서 나서는 과학기술적문제들을 제때에 높은 수준에서 원만히 풀어나가야 합니다.》

려과압밀에 대한 연구는 진흙이나 감탕과 같은 토질로 이루어진 지반우에 건설되는 건설물들의 안정성을 보장하는데서 나서는 중요한 문제이다.

하중이 작용할 때 일어나는 비포수토질의 려과압밀과정은 매우 복잡하며 그에 대한 연구는 오래동안 진행되여오고있다. 선행연구를 종합분석하여보면 지금까지 주기하중이 작용할 때의 토질의 1차원려과압밀에 대하여서는 많이 연구되였지만 방사상려과압밀에 대한 연구는 적게 진행되였다.

이로부터 우리는 여러가지 주기하중이 작용할 때 수직배수가 진행되면서 일어나는 비포수토질의 방사상려과압밀에 대한 연구를 진행하였다.

우리는 우선 여러가지 주기하중이 작용할 때 수직배수가 일어나면서 진행되는 비포수토질의 방사상려과압밀에 대한 수학모형들의 해석적풀이들을 유도하였다.

우리는 흐레들란드와 하싼이 제기한 비포수토질의 려과압밀리론에 기초하고있는 비포수토질의 방사상려과압밀에 대한 조종방정식들을 두개의 새로운 변수들을 도입하여 전통적인 확산방정식들로 전환시켰다.

그리고 시간에 따라 변하는 하중이 작용할 때의 일반풀이를 자유변형조건과 등변형조건에서 유도하였다. 이에 기초하여 반정시주기하중, 제형주기하중, 직4각형주기하중, 3각형주기하중과 같은 여러가지 주기하중에 대하여 완전한 해석적풀이들을 유도하였다.

우리는 이렇게 유도한 해석적풀이들의 정확성을 검증하기 위하여 제한조건으로서 선행문헌에 밝혀져있는 풀이들과 비교하였는데 비교결과들은 아주 좋은 정확도를 보여주었다.

우리는 또한 여러가지 주기하중을 받을 때 일어나는 비포수토질의 방사상려과압밀에 미치는 각이한 인자들의 영향을 그라프로 제시하고 연구분석하였다.

우리의 연구결과는 국제학술잡지 《International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics》에 《Radial consolidation analysis of unsaturated soil with vertical drains under various cyclic loadings》 (https://doi.org/10.1002/nag.3213)의 제목으로 발표되였다.