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SoilWorks 기술
[SoilWorks] 5.LEM 가상파괴면 설정 가이드

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  

1. 원호파괴면


  답변  

한계평형법(LEM) 해석시에는 일반적으로 원호파괴면 가정을 가장 많이 사용합니다. 원호파괴면은 원의 중심점과 반경을 결정하여 그릴 수 있는 원이 사면을 통과하는 부분(원호)을 가상 파괴면으로 설정하는 방식입니다. SoilWorks에서 원호파괴면을 설정하는 방법에 대해 알아보겠습니다.


그리드 설정

원호를 결정하기 위해서 먼저 원의 중심점을 설정합니다.


그리드의 간격을 결정하고 CAD View에서 3개의 점을 찍는 방식으로 원호의 중심점들을 결정합니다.

원호의 중심점을 결정한 후 원호의 반경을 결정합니다. 원호반경을 결정하는 방법은 크게 ‘원호접선을 사용하는 방법’과 ‘원호반경과 길이를 사용하는 방법’으로 나뉩니다.


원호 반경 설정 – 원호접선


원호접선은 두 개의 점을 찍어 기준이 되는 접선 하나를 작도 한 후 어느 방향으로 다음 접선을 그려나갈지를 세번째 점을 찍어 결정합니다. 이때 기준이 되는 접선으로부터 추가로 그려나가는 접선은 ‘증가할 원호반경’ 간격으로, ‘원호반경 증가개수’만큼 그려집니다.

이렇게 되면 원호 중심점과 원호 접선의 조합으로 인해 가상파괴면이 설정됩니다. 위의 그림의 경우에는 원호 중심점이 8x8=64개이며, 원호 접선이 3개이므로, 총 64x3=192개의 가상파괴면이 설정됩니다. (참고로 설정된 원호의 양쪽 끝 부분은 모두 모델의 위쪽으로 설정되어야 합니다. 원호의 끝부분이 모델의 좌우측 경계부로 빠져나가는 경우 해당 원호는 계산에서 제외됩니다.)

원호 반경 설정 – 최단반경 원호


첫 번째 원호반경 탐색방법을 ‘최단반경 원호’로 설정하면, 먼저 각각의 원호 중심별로 사면에 이르는 최단거리점(그림의 파란점)을 찾습니다. 그러면 최단거리점에서 ‘증가할 원호반경’만큼 반경을 증가시킨 원호가 첫 번째 원호로 설정됩니다. 이 때 ‘원호반경 증가개수’가 1인 경우 첫 번째 원호에 대해서만 해석을 수행하고, ‘원호반경 증가개수’가 1보다 큰 수 일 때는, ‘증가할 원호반경’ 간격에 따라 ‘원호반경 증가개수’만큼의 원호를 추가로 가정합니다.


원호 반경 설정 – 통과점 정의