일반적으로 다짐 시 함수비가 높아짐에 따라 흙이 짓이겨지고 다짐 하중의 제한 및 과도전압 발생에 의한 유효한 다짐의 어려움이 있기 때문에 현재까지 대부분의 연구는 실내실험이나 모형실험 등을 통해 최적함수비에 가까운 상태이거나 다짐이 가능한 상태의 함수비에서 토목섬유를 보강하고 이에 따른 지지력 및 건조밀도의 증가 효과를 분석하였다. 또한, 실제 현장에서의 다짐은 다짐도 확보를 위해 건조된 상태의 지반재료를 최적함수비에 가까운 상태로 가수하여 실시하고 있으며, 함수비가 높을 경우에는 지반재료를 건조 시켜 다짐을 실시하기 때문에 이로 인한 시간적 비용과 건조할 수 있는 공간이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고함수비 상태의 흙을 다짐재료로 사용함에 있어 토목섬유 보강효과를 확인하고자 실내다짐시험, 현장다짐실험, ...
일반적으로 다짐 시 함수비가 높아짐에 따라 흙이 짓이겨지고 다짐 하중의 제한 및 과도전압 발생에 의한 유효한 다짐의 어려움이 있기 때문에 현재까지 대부분의 연구는 실내실험이나 모형실험 등을 통해 최적함수비에 가까운 상태이거나 다짐이 가능한 상태의 함수비에서 토목섬유를 보강하고 이에 따른 지지력 및 건조밀도의 증가 효과를 분석하였다. 또한, 실제 현장에서의 다짐은 다짐도 확보를 위해 건조된 상태의 지반재료를 최적함수비에 가까운 상태로 가수하여 실시하고 있으며, 함수비가 높을 경우에는 지반재료를 건조 시켜 다짐을 실시하기 때문에 이로 인한 시간적 비용과 건조할 수 있는 공간이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고함수비 상태의 흙을 다짐재료로 사용함에 있어 토목섬유 보강효과를 확인하고자 실내다짐시험, 현장다짐실험, 수치해석을 실시하였다. 먼저, 실내다짐시험에서는 A, D다짐시험에서 무보강인 경우와 토목섬유를 보강하였을 경우를 비교 분석한 결과, 최적함수비는 감소하고 최대건조밀도는 증가하였고, 다짐에너지를 증가시켜 다짐한 다짐곡선과 비슷한 거동을 하는 것으로 분석되어 토목섬유를 보강함으로써 다짐에너지가 증가하는 효과가 있다. 그리고 토목섬유의 보강에 따른 다짐에너지의 변화를 분석하고자 D다짐시험에서 토목섬유를 1층, 2층, 3층 보강한 경우와 4층 보강하여 55회, 50회, 45회, 40회 다짐을 실시한 경우를 비교하면, PET매트와 지오그리드를 2층 보강하였을 경우 4층 보강하였을 경우와 동일한 다짐효과를 얻을수 있는 다짐에너지는 각각 5.0%, 5.1%만이 더 필요하여 2층만 보강하더라도 효율적인 다짐이 가능한 것으로 분석되었고, 무보강인 경우와 비교하면 다짐에너지는 각각 20.2%, 22.2%가 더 필요한 것으로 분석되어 토목섬유의 보강으로 인한 다짐의 효과가 증가하여 효율적인 다짐을 할 수 있는 것으로 분석되었다. 그리고 구속효과를 검증하기 위해 큰 몰드를 이용하여 다짐을 실시한 결과, 표준다짐시험인 D다짐시험에서는 0.3~0.4% 증가하였지만, 큰 몰드를 이용하여 다짐을 실시한 시험에서는 3.5~4.9%가 증가하는 것으로 분석되어 하중 작용면에 비해 측면지반의 면적이 충분히 넓을 경우, 함수비가 높은 구간에서도 토목섬유 보강으로 인한 구속효과가 발생하였다. 현장다짐실험에서는 전압면으로부터의 심도(z/B)에 따른 다짐효과를 분석한 결과, 고함수비에서 층다짐을 할 경우 무보강 시 과도전압 상태로 인해 다짐상태가 나빠져 토목섬유를 보강하고 다짐을 하면 건조밀도는 증가하여 구속효과에 의해 다짐에너지가 다짐층에 효과적으로 전달되어 토목섬유의 보강이 고함수비 토사의 다짐에 효과적이었다. 또한, 토목섬유와 토사층의 거동에 대한 개념적 모델을 제시하였고, 유한요소해석을 통해 검증하였다. 유한요소해석 결과, 토목섬유를 보강함으로써 다짐에 의한 지반내 토사층의 수평 방향 거동을 억제함으로 다짐에너지는 동일한 부피의 흙에 집중되고 토사층 전체에 균일하게 작용하여 흙은 더 조밀해져 건조밀도가 증가하는 것으로 분석되었고, 토목섬유의 보강층수가 증가함에 따라 변위 억제효과 역시 증가하였으며, 보강위치별 변위는 성토체의 다짐면으로부터 가까운 심도(z/B) ‘0.28’에 토목섬유를 보강하였을 때 가장 작게 발생하였다.
일반적으로 다짐 시 함수비가 높아짐에 따라 흙이 짓이겨지고 다짐 하중의 제한 및 과도전압 발생에 의한 유효한 다짐의 어려움이 있기 때문에 현재까지 대부분의 연구는 실내실험이나 모형실험 등을 통해 최적함수비에 가까운 상태이거나 다짐이 가능한 상태의 함수비에서 토목섬유를 보강하고 이에 따른 지지력 및 건조밀도의 증가 효과를 분석하였다. 또한, 실제 현장에서의 다짐은 다짐도 확보를 위해 건조된 상태의 지반재료를 최적함수비에 가까운 상태로 가수하여 실시하고 있으며, 함수비가 높을 경우에는 지반재료를 건조 시켜 다짐을 실시하기 때문에 이로 인한 시간적 비용과 건조할 수 있는 공간이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고함수비 상태의 흙을 다짐재료로 사용함에 있어 토목섬유 보강효과를 확인하고자 실내다짐시험, 현장다짐실험, 수치해석을 실시하였다. 먼저, 실내다짐시험에서는 A, D다짐시험에서 무보강인 경우와 토목섬유를 보강하였을 경우를 비교 분석한 결과, 최적함수비는 감소하고 최대건조밀도는 증가하였고, 다짐에너지를 증가시켜 다짐한 다짐곡선과 비슷한 거동을 하는 것으로 분석되어 토목섬유를 보강함으로써 다짐에너지가 증가하는 효과가 있다. 그리고 토목섬유의 보강에 따른 다짐에너지의 변화를 분석하고자 D다짐시험에서 토목섬유를 1층, 2층, 3층 보강한 경우와 4층 보강하여 55회, 50회, 45회, 40회 다짐을 실시한 경우를 비교하면, PET매트와 지오그리드를 2층 보강하였을 경우 4층 보강하였을 경우와 동일한 다짐효과를 얻을수 있는 다짐에너지는 각각 5.0%, 5.1%만이 더 필요하여 2층만 보강하더라도 효율적인 다짐이 가능한 것으로 분석되었고, 무보강인 경우와 비교하면 다짐에너지는 각각 20.2%, 22.2%가 더 필요한 것으로 분석되어 토목섬유의 보강으로 인한 다짐의 효과가 증가하여 효율적인 다짐을 할 수 있는 것으로 분석되었다. 그리고 구속효과를 검증하기 위해 큰 몰드를 이용하여 다짐을 실시한 결과, 표준다짐시험인 D다짐시험에서는 0.3~0.4% 증가하였지만, 큰 몰드를 이용하여 다짐을 실시한 시험에서는 3.5~4.9%가 증가하는 것으로 분석되어 하중 작용면에 비해 측면지반의 면적이 충분히 넓을 경우, 함수비가 높은 구간에서도 토목섬유 보강으로 인한 구속효과가 발생하였다. 현장다짐실험에서는 전압면으로부터의 심도(z/B)에 따른 다짐효과를 분석한 결과, 고함수비에서 층다짐을 할 경우 무보강 시 과도전압 상태로 인해 다짐상태가 나빠져 토목섬유를 보강하고 다짐을 하면 건조밀도는 증가하여 구속효과에 의해 다짐에너지가 다짐층에 효과적으로 전달되어 토목섬유의 보강이 고함수비 토사의 다짐에 효과적이었다. 또한, 토목섬유와 토사층의 거동에 대한 개념적 모델을 제시하였고, 유한요소해석을 통해 검증하였다. 유한요소해석 결과, 토목섬유를 보강함으로써 다짐에 의한 지반내 토사층의 수평 방향 거동을 억제함으로 다짐에너지는 동일한 부피의 흙에 집중되고 토사층 전체에 균일하게 작용하여 흙은 더 조밀해져 건조밀도가 증가하는 것으로 분석되었고, 토목섬유의 보강층수가 증가함에 따라 변위 억제효과 역시 증가하였으며, 보강위치별 변위는 성토체의 다짐면으로부터 가까운 심도(z/B) ‘0.28’에 토목섬유를 보강하였을 때 가장 작게 발생하였다.
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