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문제 정의
- b). 본 논문에서는 콘크리트 암거에 대한 제안된시공 방법에 의한 현장시험 시공 측정 결과로부터 진동다짐롤러의 다짐방법에 따른 암거에 미치는 동적 다짐 수평토압을 실험적으로 검증하고자 분 석하였다
- 추후 연구 내용으로 지속적인 장기계측과 현장 측정 조건을 변경하여 토압의 경시 변화, 정성. 정량적인 다짐토압 크기와 암거구 조물에 미치는 영향을 검토하고자 한다.
제안 방법
- "암거 길이의 직각 방향으로 다 지는 경우는 벽체와의 거리가 약 2.0 m 이내가 되면 급격하게 지반 반력이 증가하고 암거벽체와의 충돌이 예상되어 강한 진동으로 암거벽 체 근처까지 진행하게 되면 (A영역) 진동을 근접거리까지 무진동으로 전환하고 (B영역)"" 후진한 다음(C 영 역) 다시 강한 진동을 가하는 방식(D 영역)을 적용하였다(그림 4"
- 본 측정 결과 로부터 암거의 길이방향에 대해 다짐롤러의 진행 방향이 수평방향인 경우보다 수직방향인 경우가 매우 큰 수평 다짐토압이 발생한다는 것을 알 수 있다. 특히 현장 계측시에 강한 진동에 의해 일정 거리(그림 21 (a)의 A와 B의 접점)에 이르게 되면 지반반력이 급상승하여 실제적인 롤러의 다짐 작업이 불가능하여 진동을 가하지 않은 상태로 영역 B까지 진행하였다. 이 결과로부터 벽체에서 떨어진 거리가 약 200cm인 경우인 그림 21 (a)와 그림 10.
- 본 시험시공지에 대한 계측기 매설은 다짐에 의해 발생하는 동적 하중을 실시간으로 측정하기 위하여 전기식 동적토압계를 사용하였다 (그림 1).다짐작업은 총 중량 10.5톤 진동 다짐 롤러 (Dynapac)를 사용하여 암거의 길이 방향으로 진 동다짐 롤러를 벽체로부터 0.5m, 1.0m, 2.0m 이 격 하여 다지는 경우와 암거길이의 직각 방향으로 왕복 주행하면서 현장 계측을 수행하였다 (그림 4).진동롤러는 진동철 륜이 선행하는 형태로 진동이 없는 경우 인 무진동과 강한 진동인 주파수 30Hz(1800rpm)에 진폭을 1.
- 뒷채움 부의 역학적 특성 증가를 도모하기 위하여 대형 진동장비를 이용하여 강한 다짐을 실시하고, 효과적인 다짐을 위해 구조물 부에 근접하여 다지는 경우에 진동다짐 롤러의 다짐방법에 따른 암거에 미치는 동적 다짐 수평토압을 현장 계측을 중심으로 분석하였다. 본 연구의 주요 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 본 시험시공지에 대한 계측기 매설은 다짐에 의해 발생하는 동적 하중을 실시간으로 측정하기 위하여 전기식 동적토압계를 사용하였다 (그림 1).다짐작업은 총 중량 10.
- 현장다짐 시 충격 완화재에 의해 감소된 발생 동적토압을 고찰하기 위하여 통로인 콘크리트 박스 암거를 선정하였다. 시험 개소의 개요를 표 1에 나타내었으며, 적은 토피고로 인해 뒷채움 부의 단차를 완화하기 위하여 40cm 두께의 어프로치슬 라브를 설치하였다. 뒷채움 시공 재료는 노상토급의 현지 재료를 사용하고 충격 완화재 2종(Type A: Rubber, Type B : EPS)을 콘크리트 벽체 외벽에 사용하였다 (그림 1).
- 시험시공 구간의 시점부에 횡배수관이 암거에 근접하여 시공되어 있어 횡배수관의 상부까지 잡석치환을 실시하였으며, 종점부는 암거기초면의 상부에서 원지 반 면까지 굴착하고 잡석으로 치환 하였다. 시점측에는 고무계 충격 완화재 Type A(t = 5cm)를, 종점 측에는 충격 완화재 Type B(t = 10cm)를 부착하였다.
대상 데이터
- 시험 개소의 개요를 표 1에 나타내었으며, 적은 토피고로 인해 뒷채움 부의 단차를 완화하기 위하여 40cm 두께의 어프로치슬 라브를 설치하였다. 뒷채움 시공 재료는 노상토급의 현지 재료를 사용하고 충격 완화재 2종(Type A: Rubber, Type B : EPS)을 콘크리트 벽체 외벽에 사용하였다 (그림 1).
- 8 kN/m?)의 응력에 대하여 연속적으로 재하하였다. 시험 결과는 재하 하중이 10kg이고 5Hz의 주기를 갖는 반정현 하중을 응력 제어 (stress control) 방법으로 20초 동안 연속적으로 가한 197~200회 재하시의 응력-변형율 곡선이다. 시험 결과 본 조건에서의 동적탄성계수.
- 진동롤러는 진동철 륜이 선행하는 형태로 진동이 없는 경우 인 무진동과 강한 진동인 주파수 30Hz(1800rpm)에 진폭을 1.74mm로 하여 재하하였다(그림 4
- 0 m 이내가 되면 급격하게 지반 반력이 증가하고 암거벽체와의 충돌이 예상되어 강한 진동으로 암거벽 체 근처까지 진행하게 되면 (A영역) 진동을 근접거리까지 무진동으로 전환하고 (B영역)" 후진한 다음(C 영 역) 다시 강한 진동을 가하는 방식(D 영역)을 적용하였다(그림 4(b)). 현장계측 시에는 사용 진동 다짐장비의 고주파수가 30Hz이므로, 다짐시에 유발되는 피크 하중을 얻고자 Kyowa의 EDX-1500 을 사용하여 고주파수인 100 Hz로 데이터를 획득 하였다.
- 현장다짐 시 충격 완화재에 의해 감소된 발생 동적토압을 고찰하기 위하여 통로인 콘크리트 박스 암거를 선정하였다. 시험 개소의 개요를 표 1에 나타내었으며, 적은 토피고로 인해 뒷채움 부의 단차를 완화하기 위하여 40cm 두께의 어프로치슬 라브를 설치하였다.
성능/효과
- 1.뒷채움시의 구조물 보호를 위하여 사용한 두 종류의 충격 완화재 Type A(Rubber)와 Type B(EPS)의 반복 재하 실내시험 결과, Edyne 중격 완화재 Type A가 Type B 보다 약 1/10의 값을 나타내고 있으며, Type A 의 재료감쇠가 Type B의 재료감 쇠보다 큰 것을 알 수 있었다. 따라서 Type A의 경우는 Type B 보다 작은 두께를 사용하여도 같은 충격 완화 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
- 2. 총 중량 10.5톤의 대형 진동 다짐 장비를 사용하여 강한 진동(주파수 30Hz, 진폭 1.74mm)으로 뒷채움 다짐 작업을 실시한 경우는 진동을 가하지 않은 경우 인 무진동 상태에서의 최대 발생 동적수평토압 (△<Th. max) 보다 1-5—8 배의 값을 나타내고 있어 진동을 가하는 것이 보다 큰 다짐 에너지를 가하여 주는 것과 근접 시공에 의하여 기존의 경험 공 식에 의한 값보다 1.7 ~2.3배의 큰 값을 가질 수 있음을 실험적으로 확인하였다.
- 3.적용 충격 완화재 Type A(t = 5cm)와 Type B(t = 10cm)의 수평토 압 발생 크기는 유사하였으며, 강한 진동으로 다짐작업 시의 최대 수평토압(# h. max)은 암거벽체와의 거리와 W압측정 깊이(30~ 160cm)에 의존하고 있었다. 이 구간 내에서는 암거벽체와 진동 다짐 롤러와의 거리가 50cm 내외에서는 깊이가 증가함에 따라 다짐 수평토압의 최대 값이 증가하고 있었으며.
- 4.토 압 측정 깊이가 30~ 160cm인 비교적 얕은 층에서 측정한 결과로부터 다짐 롤러와 암거벽체와의 거리가 커질수록 다짐작업 시의 최대 수평토압 증분(#!!. dyn) 이 작아지는 결과를 나타내고 있다.
- 5. 다짐롤러의 진행 방향을 암거의 길이 방향에 수직으로 다짐할 때는 암거의 길이에 대한 수평방향의 다짐시보다 매우 큰 약 5~7배로 급격히 다짐에 의한 수평토압(△eh) 이 발생하는 것을 알 수 있다. 이로부터 다짐에 의한 암거벽체에 균열발생 등의 유해한 영향을 주지 않는다면 롤러의 다짐 방향을 암거의 길이 방향에 대하여 수직으로 하는 것이 수평방향 다짐 보다 다짐 효과 측면에서는 유리하다는 것을 알 수 있다.
- 그림2에 뒷채움 재의 입도 분포를 나타내었다. 뒷채움토사의 토질 분류는 SC에 해당하며, 최대건조 밀도 2.01 g/cnF, 최적함 수비 는 9.0 %로 자연함 수비 7.8%보다 높은 것으로 나타났다.
- 다짐 롤러의 진행 방향을 암거의 길이 방향에 대해 수직으로 다짐할 때의 발생토압을 그림 21과 그림 22에 나타내었다(그림 4(b)).본 측정 결과 로부터 암거의 길이방향에 대해 다짐롤러의 진행 방향이 수평방향인 경우보다 수직방향인 경우가 매우 큰 수평 다짐토압이 발생한다는 것을 알 수 있다. 특히 현장 계측시에 강한 진동에 의해 일정 거리(그림 21 (a)의 A와 B의 접점)에 이르게 되면 지반반력이 급상승하여 실제적인 롤러의 다짐 작업이 불가능하여 진동을 가하지 않은 상태로 영역 B까지 진행하였다.
- 3배의 큰 측정값을 가지는 것을 알 수 있다. 이로부터 근접 시공에 의한 진동 다짐에 의해 보다 큰 다짐토압이 발생한다는 것을 확인할 수 있었다.
- 전체적으로 다짐 롤러와 암거벽체와의 거리가 커질수록 다짐작업 시의 최대 수평토압(Zeh. max) 이 작아지는 결과를 나타내고 있다. 그러나 본 관계는 토압을 측정한 위치가 비교적 얕은 층에서 이루어져 있으므로 토압의 분포 이론을 고찰하기 위해서는 추가 계측하는 것이 필요하다고 판단된다.
후속연구
- max) 이 작아지는 결과를 나타내고 있다. 그러나 본 관계는 토압을 측정한 위치가 비교적 얕은 층에서 이루어져 있으므로 토압의 분포 이론을 고찰하기 위해서는 추가 계측하는 것이 필요하다고 판단된다.
- 추후 연구 내용으로 지속적인 장기계측과 현장 측정 조건을 변경하여 토압의 경시 변화, 정성. 정량적인 다짐토압 크기와 암거구 조물에 미치는 영향을 검토하고자 한다.
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