체계적인 역학을 기초로 설계해석을 위한 공학서 [지반역공학] 제1권. 이 책은 기존의 토질역학이나 지반공학에서 다루는 주제를 고려하되, 역학적 펀더멘털의 함양과 방법론적 접근을 중시하고, 지반과 암반을 함께 다루며, 실무에서 중요시되는 지반 모델링과 수치해석을 중점적으로 소개하고 있다.

체계적인 역학을 기초로 설계해석을 위한 공학서
역학(mechanics)이란 물체의 정적 및 동적 거동을 연구하는 학문(the study of the statics and dynamics of bodies)이며, 공학(engineering)은 역학이나 과학을 설계나 건설에 적용(the application of science and/or mechanics to the design, building and use of machines, constructions etc.)하는 응용학문이다. 전통적인 역학체계에서 보면 토질역학은 고체역학이나 유체역학에 기반을 둔 응용학문이므로 역학보다 공학에 더 가깝다고 생각할 수 있다. 고체와 유체 기체로 구성되는 지반재료의 다상적 특성과 공간 변동성에 따른 불확실성은 여러 역학체계의 융합적 접근을 필요로 한다.
‘지반역공학(地盤力工學, Geomechanics & Engineering)’은 이러한 학문분야의 특성을 고려하여 역학에서 공학으로 매끄러운 흐름을 지향하며, 이를 위해 다음과 같은 새로운 시도를 하였다.
첫째는 책의 편제와 용어이다. 대부분의 토질역학이나 지반 공학책은 주제별로 전개된다. 이 책은 기존의 토질역학이나 지반공학에서 다루는 주제를 고려하되, 역학적 펀더멘털의 함양과 방법론적 접근을 중시하였다. 학문영역의 구분 없이 역학과 공학을 한 체계로 다루는 ‘역공학’ 개념을 도입하였고, 모호한 지반개념을 구분하기 위해 ‘흙 지반(soil formation)’과 ‘암 지반(rock mass)’ 용어를 도입하였다.
둘째는 지반과 암반을 함께 다룬다. 이는 다양한 지반문제에서 경계구분이 의미가 없는 경우가 많다는 데서 고려된 것이다. 많은 경우, 구조물이 상부는 흙 지반, 하부는 암 지반에 걸쳐 계획되는 경우가 많다(예, 터널). 따라서 지반문제의 체계적 접근을 위해 흙 지반과 암 지반을 함께 다루는 것이 바람직하다. 또한 ‘구조물-지반’ 및 ‘구조-수리 상호작용’과 같은 실제 지반 거동문제를 포함하였다.
셋째는 실무에서 중요시되는 지반 모델링과 수치해석을 중점적으로 다루었고, 지층모델링과 지반불확실성에 대처하는 설계법, 통계확률적 물성평가와 관찰법 등도 심도 있게 다룬다.

Chapter 01 지반 역공학 개요
1.1 지반(地盤) : 지구의 살갗
1.2 지반 프로젝트와 지반문제
1.3 지반설계와 지반공학의 요구 소양

Chapter 02 지반거동의 표현
2.1 지반거동 이론의 기초
2.2 지반응력과 응력 파라미터
2.3 지반변형률과 변형률 파라미터
2.4 응력-변형률 관계의 기초
2.5 지반의 특수 응력 및 변형률 상태
2.6 지반거동의 표현기법
2.7 지반시험의 역학적 이해

Chapter 03 지반의 상태정의
3.1 지질작용과 지질구조
3.2 지질구조의 공학적 이해
3.3 지질구조와 지반상태의 변화
3.4 지반의 상태정의
3.5 원지반의 응력상태(초기응력)
3.6 지하수의 상태정의

Chapter 04 지반의 실제거동
4.1 지반재료의 변형 메커니즘
4.2 지반재료의 응력-변형률 거동
4.3 지반재료의 탄성거동과 강성특성
4.4 지반재료의 항복과 소성거동
4.5 지반재료의 파괴와 강도특성
4.6 지반재료의 한계상태 거동
4.7 지반재료의 시간 의존성 거동과 동적거동 특성
4.8 지반-구조물 상호작용 거동
4.9 지반 내 흐름거동과 구조-수리 상호작용

Chapter 05 지반거동의 모델링
5.1 지반 모델링의 기본개념
5.2 지반재료의 탄성거동과 탄성모델
5.3 소성이론과 소성거동의 모델링
5.4 지반재료의 파괴강도와 완전소성 모델
5.5 Cam-clay 탄소성 모델
5.6 조합항복면 모델
5.7 다중항복면 운동경화 모델
5.8 시간의존성(점탄성)거동의 모델링
5.9 지반-구조물 상호작용의 모델링
5.10 투수계수 모델

Chapter 06 지반거동의 지배방정식
6.1 지반거동의 지배방정식 개요
6.2 유효응력의 원리
6.3 지반 변형거동의 지배방정식
6.4 지반 내 흐름거동의 지배방정식
6.5 지반의 변형-흐름거동의 결합지배방정식(Biot의 결합방정식)
6.6 지반 동적거동의 지배방정식
6.7 지반거동의 통합 지배방정식