한계평형법에 의한 사면안정 해석은 보강재의 유·무에 따라 활동파괴면이 영향을 받음에도 불구하고 보강재의 보강력에 의해 발생하는 파괴면의 정확한 산정이 어렵다. 그러나 전단강도 감소기법을 적용한 해석에서는 적절히 파괴면을 찾을수 있다는 장점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 보강재로 보강된 균질한 사면을 대상으로 상호작용을 고려하지 않은 한계평형법 해석과 병행하여 전단강도감소기법에 의해 보강사면의 상호작용을 고려한 해석을 수행하였다. 사면 보강재로는 억지말뚝과 쏘일네일을 이용하였으며, 억지말뚝은 말뚝의 강성, 말뚝의 중심간 간격, 사면내에서의 말뚝의 위치에 따라 ...
한계평형법에 의한 사면안정 해석은 보강재의 유·무에 따라 활동파괴면이 영향을 받음에도 불구하고 보강재의 보강력에 의해 발생하는 파괴면의 정확한 산정이 어렵다. 그러나 전단강도 감소기법을 적용한 해석에서는 적절히 파괴면을 찾을수 있다는 장점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 보강재로 보강된 균질한 사면을 대상으로 상호작용을 고려하지 않은 한계평형법 해석과 병행하여 전단강도감소기법에 의해 보강사면의 상호작용을 고려한 해석을 수행하였다. 사면 보강재로는 억지말뚝과 쏘일네일을 이용하였으며, 억지말뚝은 말뚝의 강성, 말뚝의 중심간 간격, 사면내에서의 말뚝의 위치에 따라 3차원 해석을, 쏘일네일에 의한 해석은 사면내에서의 네일의 위치, 네일의 길이, 네일의 설치각도, 네일의 설치간격 및 설치형태에 따라 2차원 해석을 실시하였다. 해석결과 억지말뚝 사면의 경우 자유단에서는 상호작용을 고려한 해석방법의 안전율이 상호작용을 고려하지 않은 것보다 상대적으로 크게 나타났다. 그러나 두 해석방법 모두 말뚝 중심간격이 감소함에 따라 안전율이 증가하는 같은 경향을 보였다. 또한, 고정단에서 휨강성이 작을 경우 안전율이 크게 나타나지만, 휨강성이 큰 경우엔 말뚝의 두부조건에 관계없이 안전율이 유사하게 나타났다. 쏘일네일로 보강된 사면의 경우 네일이 사면의 중앙부에 위치할 때 가장 큰 안전율을 나타냈으며, 네일의 길이에 의한 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 상호작용을 고려한 해석에서 네일의 최적 설치각도를 확인할 수 있었으며, 네일의 설치간격 및 설치형태를 변화시키면서 해석한 결과, 주변지반의 전단강도 증대효과 및 다양한 파괴면 형상을 파악 할 수 있었다. 본 연구결과 상호작용을 고려한 전단강도 감소기법은 보강재의 설치로 인한 활동파괴면이 변화하는 상호작용 효과를 명확하게 보여주는데 반하여, 일정한 활동파괴면을 갖는 한계평형 해석법에서는 실제 파괴면의 형상을 반영하지 못하는 것으로 나타났으며, 그 결과 전단강도 감소기법이 보강 사면의 안전율 및 파괴면을 결정하는데 보다 유용한 해석법으로 사용할 수 있음을 확인하였다.
한계평형법에 의한 사면안정 해석은 보강재의 유·무에 따라 활동파괴면이 영향을 받음에도 불구하고 보강재의 보강력에 의해 발생하는 파괴면의 정확한 산정이 어렵다. 그러나 전단강도 감소기법을 적용한 해석에서는 적절히 파괴면을 찾을수 있다는 장점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 보강재로 보강된 균질한 사면을 대상으로 상호작용을 고려하지 않은 한계평형법 해석과 병행하여 전단강도감소기법에 의해 보강사면의 상호작용을 고려한 해석을 수행하였다. 사면 보강재로는 억지말뚝과 쏘일네일을 이용하였으며, 억지말뚝은 말뚝의 강성, 말뚝의 중심간 간격, 사면내에서의 말뚝의 위치에 따라 3차원 해석을, 쏘일네일에 의한 해석은 사면내에서의 네일의 위치, 네일의 길이, 네일의 설치각도, 네일의 설치간격 및 설치형태에 따라 2차원 해석을 실시하였다. 해석결과 억지말뚝 사면의 경우 자유단에서는 상호작용을 고려한 해석방법의 안전율이 상호작용을 고려하지 않은 것보다 상대적으로 크게 나타났다. 그러나 두 해석방법 모두 말뚝 중심간격이 감소함에 따라 안전율이 증가하는 같은 경향을 보였다. 또한, 고정단에서 휨강성이 작을 경우 안전율이 크게 나타나지만, 휨강성이 큰 경우엔 말뚝의 두부조건에 관계없이 안전율이 유사하게 나타났다. 쏘일네일로 보강된 사면의 경우 네일이 사면의 중앙부에 위치할 때 가장 큰 안전율을 나타냈으며, 네일의 길이에 의한 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 상호작용을 고려한 해석에서 네일의 최적 설치각도를 확인할 수 있었으며, 네일의 설치간격 및 설치형태를 변화시키면서 해석한 결과, 주변지반의 전단강도 증대효과 및 다양한 파괴면 형상을 파악 할 수 있었다. 본 연구결과 상호작용을 고려한 전단강도 감소기법은 보강재의 설치로 인한 활동파괴면이 변화하는 상호작용 효과를 명확하게 보여주는데 반하여, 일정한 활동파괴면을 갖는 한계평형 해석법에서는 실제 파괴면의 형상을 반영하지 못하는 것으로 나타났으며, 그 결과 전단강도 감소기법이 보강 사면의 안전율 및 파괴면을 결정하는데 보다 유용한 해석법으로 사용할 수 있음을 확인하였다.
In this study, slope stabilization by rigid piles and flexible nails were investigated by using a numerical analysis and an analytical study. The case of an uncoupled analysis using limit equilibrium method(LEM) and subsequently the response of coupled analysis by shear strength reduction method(SSR...
In this study, slope stabilization by rigid piles and flexible nails were investigated by using a numerical analysis and an analytical study. The case of an uncoupled analysis using limit equilibrium method(LEM) and subsequently the response of coupled analysis by shear strength reduction method(SSRM) were performed to illustrate the changes of critical surface due to addition of rigid and flexible inclusions. The 3D analysis of one row piles was performed for the pile bending stiffness, different pile spacing, and relative pile position within the slope, whereas the 2D analysis of soil nailing was performed for the position of nail within the slope, the length of nail, the installed angle of nail, and the spacing of installed nails. It is shown that the factor of safety in slope is much more conservative for an uncoupled analysis than for a coupled analysis. Also, the safety factor of slopes reinforced with piles and soil nails are the largest when the inclusions are placed in the middle of the slope. It is also found that there exists the coupled effect between inclusions and soil, so that the critical surface invariably changes due to the addition on piles and soil nails. Based on the results obtained, the uncoupled analysis, which can only consider a fixed critical surface, should be limited in its application. Therefore, the SSRM will be used for useful analysis method for determining the safety factor and critical surface of slope considering the displacement behavior of soil simultaneously.
In this study, slope stabilization by rigid piles and flexible nails were investigated by using a numerical analysis and an analytical study. The case of an uncoupled analysis using limit equilibrium method(LEM) and subsequently the response of coupled analysis by shear strength reduction method(SSRM) were performed to illustrate the changes of critical surface due to addition of rigid and flexible inclusions. The 3D analysis of one row piles was performed for the pile bending stiffness, different pile spacing, and relative pile position within the slope, whereas the 2D analysis of soil nailing was performed for the position of nail within the slope, the length of nail, the installed angle of nail, and the spacing of installed nails. It is shown that the factor of safety in slope is much more conservative for an uncoupled analysis than for a coupled analysis. Also, the safety factor of slopes reinforced with piles and soil nails are the largest when the inclusions are placed in the middle of the slope. It is also found that there exists the coupled effect between inclusions and soil, so that the critical surface invariably changes due to the addition on piles and soil nails. Based on the results obtained, the uncoupled analysis, which can only consider a fixed critical surface, should be limited in its application. Therefore, the SSRM will be used for useful analysis method for determining the safety factor and critical surface of slope considering the displacement behavior of soil simultaneously.
주제어
#보강사면 한계평형법 3-D해석 전단강도 감소기법 상호작용 커플링 해석 안전율 Coupled/uncoupled analysis Factor of safety LEM Reinforced slope SSRM 3D analysis
학위논문 정보
저자
이선근
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
토목공학과
지도교수
정상섬
발행연도
2003
총페이지
x, 87p.
키워드
보강사면 한계평형법 3-D해석 전단강도 감소기법 상호작용 커플링 해석 안전율 Coupled/uncoupled analysis Factor of safety LEM Reinforced slope SSRM 3D analysis
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