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   SUNEX (elasto-plastic analysis of Step UNderground EXcavation)  
      : 단계별 지하굴착에 대한 탄소성 해석 프로그램  
   
    1) 적용범위 - 각종 가설구조물 (Sheet pile wall, Diaphragm wall, H-pile등)  
    2) 해석방법 - (1) 탄소성 Beam Spring Model 구조해석  
                       (2) 시공단계별 해석  
                             ① Wall - 탄소성 Beam Element  
                             ② Soil - 탄소성 Spring Model  
                             ③ Rankine 토압해석 (마찰각 고려)  
                             ④ Peck 토압해석  
                             ⑤ Long Term Check (장기간 안정검토)  
    3) 적용가능 변수  
        (1) 굴착   (2) 매립   (3) STRUT, ANCHOR 설치 및 제거   (4) 지반상의 상재하중   (5) 벽체에 작용하는 하중  
        (6) 지하수위 (특수한 형태의 수압적용 가능)   (7) 지반물성치 변화   (8) 벽체 (탄소성해석)  
   
     (1) Moment (각단계별)  
     (2) 전단력 (각단계별)  
     (3) 벽체토압 (각단계별)  
     (4) 변위 (각단계별)  
     (5) 지표면침하 (각단계별)  
     (6) Graph (모멘트, 전단력, 벽체토압, 벽체변위)  
   
     (1) 설계시 예비자료 확보  
     (2) 현장계측자료를 FEED BACK하여 현장공사 안전검토 가능  
     (3) 인접지표면 침하 계산 가능  
   
    - 본 Program 은 탄 소성 Beam Spring Model 로서 단계별 굴착과 지보공에 따른 흙막이 벽의 변위, 전단력, 휨 모멘트 및  
      지보공의 축방향력을 계산한다.  
 
 
 
< 기본구조 Model >
 
     
    - 본 Model 에서 하중과 변형에 대한 기본식은 다음과 같이 표시된다.  
 
 
    - 여기서  E : 흙막이 벽체의 탄성계수  
                   I : 흙막이 벽체의 단면 2차 Moment  
                  A : 지보공의 단면적  
                  E' : 지보공의 탄성계수  
                  L : 지보공의 길이  
                  Pi : 초기토압 (주로 정지토압이 사용됨)  
                  Ks : 지반의 수평방향 지반반력계수  
                  x : 깊이 y 지점에서의 벽체의 x 방향변위이다. (수압 및 기타하중에 의한 변 위 포함)  
     
    - 굴착심도 이상부분 및 굴착심도 이하 부분에서의 변위와 탄소성 관계는 각각 다음 그림과 같다.  
 
 
 
< 굴착면 이상 부분의 지반 Spring 거동 >
 
 
 
 
< 굴착면 이하 부분의 지반 Spring 거동 >
 
     
    - 식의 좌변에서 보이는 바와 같이 계산초기에 작용시킨 토압 Pi 는 벽체의 변위에 1 차적으로 비례하여 증감된다. 그러나 이 토  
      압은 "변위 - 탄소성관계" 그림에서 보는바와 같이 주동토압과 수동토압의 범위 (최소 및 최대한계치) 이내에 있어야 하며,  
      그 범위를 벗어나는 변위가 발생할때는 토압은 한계토압으로 되고 지반 반력계수를 0 으로 한후 반복계산이 계속된다.  
      그전 반복계산시의 토압과 현재 계산시의 토압의 차이가 미리 정해둔 오차 이내일때 계산을 종료한다.  
     
    - 탄소성 해석에서의 기본 원칙과 가정은 다음과 같다.  
      ① 지보공 설치지점의 수직벽에는 지보공의 수평간격, 단면적, 길이, 설치각도 및 재료의 탄성계수  
          로 구해지는 탄성 Spring 지점이 부가된다  
 
 
      ② 위의 지보공에 대한 탄성지점은 그 지보공이 설치될때 이미 발생되었던 변위량에 해당하는 선행변위를 가지는 것으로  
          고려된다.  
      ③ 각 굴착단계에서 작용토압은 계산초기에 정지토압을 작용시키고 토류벽체의 변위에 1 차 비례하여 수정된다.  
          그러나 다음과 같은 한계를 넘지않는다.  
     
          초기토압 : Pi  
          수정토압 : Pi ± Ksoil Displacement  
          한계토압 : 주동토압 ≤ 토압 ≤ 수동토압  
     
    위의 범위를 벗어나는 조건이 될때 토압은 한계토압으로 되며 지반의 Spring 상수는 → 0 으로 된다  
 
 
 
< 탄, 소성에서의 변위와 토압 >
 
   
     (1) 수렴하지 않은 결과  
         탄소성 보법의 특성상 수렴하지 않는 경우가 있다.  
         수렴하지 않은 경우는 토압, 변위, 부재력에 있어서 신뢰성이 확보되지 않는다.  
         수렴이 안 되는 경우라 할지라도 그 결과 값을 보아 앞 뒤 스텝간에 변위, 토압, 전단력, 모멘트 등이 특이하게 튀지 않고  
         연속성이 유지되면 사용 가능하다.  
     
     (2) 변위의 확인  
         보통 변위는 토압이 작용하는 방향, 즉 굴착측으로 발생한다.  
         그러나 변위가 배면측으로 발생하거나 변위의 크기가 수백 mm 를 넘는다면 주의를 요한다.  
         근입장이 부족하거나 1회 굴착 깊이가 너무 큰 등의 원인으로 흙막이 구조의 안전에 문제가 발생할 수 있다.  
         예외적으로 앵커나 스트럿에 초기 하중을 가했을때는 배면쪽으로 약간의 변위가 발생할 수 있다.  
     
     (3) 연약지반  
         본 프로그램에 사용되고 있는 탄소성보법의 특성상 연약지반에서는 수렴하지 않거나 약간의 초기 조건의 변경  
         (벽체의 강성, 지보공의 재원 등)에도 결과 값은 큰 차이가 날 수 있어 사용이 권장되지 않는다.  
         특히, 다이어프램월(diaphragm wall)과 같이 연약한 지반에 비하여 강성이 월등히 큰 벽체가 사용될 때 이러한 현상이  
         두드러지므로 주의가 요망된다.  
 
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