순간 국부 하중 작용하에 비포화 기초의 역학적 반응 특성은 지반공학 분야에서 연구의 중점 주제이다. Fredlund의 이중 응력 변수 이론과 비포화 토의 탄성-소성 거동 본성 모델을 기반으로 탄성-소성 변형을 고려한 비포화 토 전결합 압밀 이론이 구축되었으며, COMSOL 다중 물리장 결합 소프트웨어를 이용하여 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 순간 국부 하중 하에서 비포화 기초의 초기 초정공극수압 분포, 소산 규칙 및 소성 영역 발달 규칙을 분석하였으며, 탄성-소성 변형과 초정공극수압 분포 및 소산의 전결합 메커니즘을 연구하였다. 결과는 초기 초정공극수압의 공간 분포가 기초 토양의 체적 변형 유형과 관련이 있음을 보여준다. 탄성 변형 상태에서 하중 작용 범위 내에서는 초정공극수압이 깊이에 따라 감소하며, 범위 밖의 천층에서는 음의 값이 나타난다. 소성 구간의 초정공극수압은 탄성 구간보다 현저히 높으며, 소성 압축 체적 변형과 정(+)의 상관관계를 갖는다. 하중 크기와 하중 폭은 소성 구간 발달에 영향을 미치며, 국부 하중 하에서 소성 구간은 지표면에서 아래로 혹은 기저에서 위로 발달할 수 있고, 두 구간이 연결된 후 초정공극수압의 깊이 분포 양상은 기저에서 위로 발달하는 소성 변형과 일치한다. 탄성-소성 경계 구간에서 초정공극수압 소산 과정 중에 두 차례의 Mandel-Cryer 효과가 나타난다.

비포화토 압밀; 탄성-소성 변형; 국부 하중; 초정공극수압; 소산 규칙