[논문]다단식 보강토 옹벽의 설계 사례 연구

유충식; 허병주

문제 정의

외적 안정성 및 복합파괴에 대한 안정성을 검토하였다. 또한, 이와 같은 검토 결과를 토대로 현재 우리나라에서 적용되고 있는 다단식 보강토 옹벽 설계의 문제점 및 이에 대한 대책 등을 언급하였다.
본 논문에서는 우리나라 보강토 옹벽의 설계에서 역학적인 거동특성에 대한 이해가 부족한 다단식 보강 토 옹벽의 설계개념을 알아보았으며, NCMA 및 FHWA 설계기준에 근거하여 여섯 개의 현장옹벽에 대한 내 . 외적 안정성 및 복합파괴에 대한 안정성을 검토하였다.
방법을 고려할 수 있다. 본 연구에서는 MSEW를 이용하여 각 옹벽에 대해 최소안전율 1.2를 확보하는데 요구되는 보강재 포설조건을 검토하였다. 그림 7은 해석으로부터 얻어진 보강패턴을 보여주고 있으며, 해서 결과 복합파괴에 대한 안정성을 확보하기 위해서는 옹벽 E를 제외한 나머지 옹벽들에 대해 하단부 옹벽에 포설된 중 .
이는 많은 다단식 옹벽의 파괴가 복합 또는 전반활동의 메카니즘을 보이는 것과 그 맥락을 같이 하고 있다. 본 연구에서는 모든 옹벽이 지지력이 확보되는 견고한 지반이나 개량된 지반 위에 시공된 관계로 전반파괴보다는 복합파괴(compound fhilure)의 유형이 옹벽의 안정성을 좌우한다고 간주하고 FHWA 설계기준에 근거하여 기 시공된 여섯 개의 옹벽에 대한 복합파괴 안정성 여부를 검토하였다.
본 연구에서는 우리나라에서 기 시공된 여섯 개의 다단식 옹벽의 설계단면을 수집하여 제2장에서 언급한 NCMA 및 FHWA 설계기준에 부합되는지의 여부를 검토하였다. 설계내용 검토시 요구되는 각종 설계정수 중수 집이 불가능한 부분에 대해서는 일반적으로 통용되는 수치를 적용하였다.
본 연구에서는 최근 보강토 옹벽이 장대화 됨에 따라 빈번히 시공되고 있는 다단식 형태의 보강토 옹벽의 설계 검토 내용에 대해 기술하였다. 이를 위해 기 시공된 여섯 개의 다단식 보강토 옹벽 단면에 대해 NCMA 및 FHWA 설계기준을 토대로 내 .
외적 안정성 및 복합파괴에 대한 안정성을 검토하였다. 또한, 이와 같은 검토 결과를 토대로 현재 우리나라에서 적용되고 있는 다단식 보강토 옹벽 설계의 문제점 및 이에 대한 대책 등을 언급하였다.

제안 방법

이를 위해 기 시공된 여섯 개의 다단식 보강토 옹벽 단면에 대해 NCMA 및 FHWA 설계기준을 토대로 내 . 외적 안정성 검토를 수행하였으며 동시에 다단식 보강토 옹벽의 설계에 있어서 매우 중요한 부분을 차지하는 복합파괴 에 대한 사면안정검토를 수행하여 안정성 확보 여부를 검토하였다.
제3.2항에서 언급한 여섯 개의 설계단면에 대해 NCMA 및 FHWA 설계기준을 토대로 안정성 검토를 수행하는데 필요한 뒤채움흙의 전단정수 및 보강재의 허용 인장강도를 설정하는데 필요한 감소계수는 설계에 사용된 구체적 수치에 대한 수집이 불가능하여 일반적으로 적용되는 수치를 적용하였다. 이러한 설계정수를 어떻게 선정하느냐에 따라 안정성 검토결과가 상당한 차이를 보일 수 있으나 본 검토에서는 일반 설계회사에서 적용하는 수치를 토대로 적용하였기 때문에 그 영향이 그다지 크지 않을 것으로 사료된다.
하단 옹벽의 이격거리를 토대로 상단부 옹벽의 영향을 등가의 상재하중으로 환산하여 유발인장력을 계산하고 내적안정성을 검토하는 개념을 적용하고 있으며 상단부 옹벽은 단일옹벽으로 가정하고 설계하도록 제안하고 있다. 즉 하단옹벽의 보강재 길이 Zi을 가정하여 가상 파괴면을 설정한 후 그림 1에 제시된 기준을 토대로 상단옹벽으로 인한 등가의 상재 하중[qd(i), 叩이을 결정하고 이를 토대로 하단옹벽에 대한 외적안정성 검토를 수행하여 Z1 의 타당성을 검토한다. 그 결과가 부적절할 시 에는 £1을 다시 가정하여 위 과정을 반복하는 방법으로 玖을 결정한다.

데이터처리

복합파괴에 대한 사면안정해석은 FHWA 설계기준에 근거하여 작성된 프로그램 MSEW(ver. 1)을 이용하여 수행하였다. MSEW(ver.

이론/모형

검토 내용에 대해 기술하였다. 이를 위해 기 시공된 여섯 개의 다단식 보강토 옹벽 단면에 대해 NCMA 및 FHWA 설계기준을 토대로 내 . 외적 안정성 검토를 수행하였으며 동시에 다단식 보강토 옹벽의 설계에 있어서 매우 중요한 부분을 차지하는 복합파괴 에 대한 사면안정검토를 수행하여 안정성 확보 여부를 검토하였다.

성능/효과

것으로 나타났다. FHWA의 설계기준은 전반적으로 외적 안정성에 있어서는 NCMA 설계기준 보다 높은 안전율을 보여주고 있으며, 내적 안정성 결과는 그 반대의 결과를 나타내고 있어 두 설계기준이 상당한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 두 설계기준의 타당성 여부를 검토하고 그 결과를 토대로 보다 일반화된 설계기준을 정럽하는 것이 시급한 것으로 판단된다.
검토 결과를 살펴보면 대부분의 옹벽의 경우 외적 안정성 검토 시 저부활동에 대한 안전율을 확보하지 못하는 것으로 나타났다. FHWA의 설계기준은 전반적으로 외적 안정성에 있어서는 NCMA 설계기준 보다 높은 안전율을 보여주고 있으며, 내적 안정성 결과는 그 반대의 결과를 나타내고 있어 두 설계기준이 상당한 차이를 보이는 것으로 나타났다.
표 4에서 보는 바와 같이 FHWA기준에 의한 검토에서는 저부 활동에 대한 평가가 안전하게 나왔더라도 대부분의 옹벽에서 최하단 보강재의 활동 안정성 확보를 위해 보강재 길이를 다소 증가시킬 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한, FHWA 설계기준에 의한 소요 보강재 길이가 NCMA에 근거한 길이에 비해 현저히 긴 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 FHWA와 NCM仏의 설계 개념 (소요 보강재 길이 설정)의 차이에 의한 것으로 사료된다. 한편, 다른 옹벽에 비해 상당히 높은(20m 이상) 옹벽 E와 F를 검토해 보면 FHWA기준과 NCMA기준에 따른 하단부 옹벽의 보강재 길이가 다른 옹벽들에 비해 크게 나타났으며, 그 이유는 옹벽 E의 상부 사면에 따른 인발 저항 확보에 필요한 보강재 길이가 증가하기 때문으로 사료된다.
상단부 보강재 및 상단부 옹벽의 중, 하단부 보강재의 길이를 증가시킴으로서 FHWA 설계기준에서 제안하고 있는 복합파괴에 대한 안전성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 일부 옹벽은 제원 자체에서 보강재의 최소 포설 기준인 0.7H에 훨씬 못 미치는 경우를 보이는 것으로 검토되어 이는 기본 설계 개념을 준수하지 않았던 것으로 검토됨에 따라 실제 설계시 이에 대한 상세검토가 필요한 것으로 나타났다.
외적 안정성 검토결과를 보여주고 있다. 먼저 NCMA 설계기준에 의한 안정성 검토결과를 살펴보면 저면 활동에 대한 최소안전율을 1.5로 고려 할 때 옹벽 E와 옹벽 F를 제외한 모든 옹벽이 저면활동에 대한 안정성을 확보하지 못하는 것으로 나타났다. 이에 반해 내적 안정성 검토결과를 살펴보면 옹벽 A는 인장파단 및인발파괴에 대한 최소안전율을 만족하고 있는 것으로 나타났으며, 비교적 높이가 높은 옹벽 B, C, E 및 F의 경우 인장파단에 대한 안전율은 1.
먼저 NCMA와 FHWA 설계기준에 따라 기 시공된 여섯 개의 현장 옹벽에 대한 검토결과는 설계기준에 따라 상당한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 내적안정성 검토 결과에 큰 영향을 미치는 유발인장력은 최대 60% 정도의 차이가 나는 것으로 나타나 어떤 설계기준을 채택하느냐에 따라 포설조건이 상당한 차이를 보일 수 있음을 알 수 있다.
7H₂ 이상의 보강재를 포설한 것으로 나타나고 있어 상단부 옹벽의 설계에 있어서도 보강재의 길이를 증가시켜 추가적 인 안정성 확보를 시도한 것으로 나타나고 있다. 모든 옹벽은 설계자료에 근거하여 검토한 결과 다단식 옹벽의 설계에서 가장 중요한 사면안정개념의 전반파괴에 대한 검토를 수행하지 않은 점이 다소의 문제점으로 파악되었다.
그림 7은 해석으로부터 얻어진 보강패턴을 보여주고 있으며, 해서 결과 복합파괴에 대한 안정성을 확보하기 위해서는 옹벽 E를 제외한 나머지 옹벽들에 대해 하단부 옹벽에 포설된 중 . 상단 보강재와 상단부 옹벽의 중하단 보강재의 길이를 증가시 킴으로서 최소 안전율 1.2를 확보할 수 있는 것으로 나타났다. FHWA에서 채택하고 있는 복합파괴 검토시에는 옹벽의 전면블록 혹은 패널로 확보되는 저항력은 고려하지 않으므로 그림 7에 제시된 포설 조건은 다소 보수적면 측면을 내포한다고 할 수 있다.
또한, 전반적으로 하단부 옹벽 의중 . 상단부 보강재 및 상단부 옹벽의 중, 하단부 보강재의 길이를 증가시킴으로서 FHWA 설계기준에서 제안하고 있는 복합파괴에 대한 안전성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 일부 옹벽은 제원 자체에서 보강재의 최소 포설 기준인 0.
5로 고려 할 때 옹벽 E와 옹벽 F를 제외한 모든 옹벽이 저면활동에 대한 안정성을 확보하지 못하는 것으로 나타났다. 이에 반해 내적 안정성 검토결과를 살펴보면 옹벽 A는 인장파단 및인발파괴에 대한 최소안전율을 만족하고 있는 것으로 나타났으며, 비교적 높이가 높은 옹벽 B, C, E 및 F의 경우 인장파단에 대한 안전율은 1.0 이하로 나타나고 있어 인장파단에 대한 안전성에 있어서는 그다지 많은 여유가 없는 것으로 나타났다. 또한, 옹벽 F의 경우 상단부 보강재에 대한 정착길이가 부족하게 설정된 것으로 나타났다.
그 반대의 결과를 나타내고 있다. 즉, 외적 안정성 검토 결과에 있어서 옹벽 C, D, E를 제외하고는 저면 활동에 대한 안정성을 확보하지 못한 것으로 나타났으며 내적안정성에 있어서 모든 옹벽이 인발파괴에 대한 안정성은 만족하고 있으나 인장파단에 있어서는 옹벽 A와 E를 제외하고는 최소 안전율 1.0에 크게 못 미치고 있는 것으로 나타났다. 특히, 옹벽 F의 경우 상단 옹벽의 중 .
있다. 표 4에서 보는 바와 같이 FHWA기준에 의한 검토에서는 저부 활동에 대한 평가가 안전하게 나왔더라도 대부분의 옹벽에서 최하단 보강재의 활동 안정성 확보를 위해 보강재 길이를 다소 증가시킬 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한, FHWA 설계기준에 의한 소요 보강재 길이가 NCMA에 근거한 길이에 비해 현저히 긴 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 FHWA와 NCM仏의 설계 개념 (소요 보강재 길이 설정)의 차이에 의한 것으로 사료된다.
한편, FHWA의 설계기준에 의해 검토한 결과를 살펴보면 전반적으로 외적안정성에 있어서는 NCMA 설계기준 보다 높은 안전율을 보여주고 있으며 내적 안정성 결과는 그 반대의 결과를 나타내고 있다. 즉, 외적 안정성 검토 결과에 있어서 옹벽 C, D, E를 제외하고는 저면 활동에 대한 안정성을 확보하지 못한 것으로 나타났으며 내적안정성에 있어서 모든 옹벽이 인발파괴에 대한 안정성은 만족하고 있으나 인장파단에 있어서는 옹벽 A와 E를 제외하고는 최소 안전율 1.

후속연구

검토 결과에 따르면 기존의 설계에서 제시된 보강재의 길이와 NCMA, FHWA의 기준에 의해 요구되는 길이 사이에는 많은 차이가 있는 것을 알 수 있으며 따라서 이 에 대한 많은 연구가 필요하다고 판단된다. 제4절에서 FHWA 설계기준에 의한 보강재 길이는 다음절에서 언급할 복합파괴 안정성을 고려하지 않은 저부 활동에 대한 길이로서 복합파괴 안정성에 대한 내용은 제5 절에서 다루도록 한다.
따라서 두 설계기준의 타당성 여부를 검토하고 그 결과를 토대로 보다 일반화된 설계기준을 정럽하는 것이 시급한 것으로 판단된다. 아울러서 여섯 개 옹벽의 복합파괴에 대한 안정성을 검토한 결과 대부분의 옹벽이 최소안전율 L2에 못 미치는 것으로 나타나 향후 다단식 옹벽의 설계에 있어서 이에 대한 충분한 검토가 요구된다. 또한, 전반적으로 하단부 옹벽 의중 .
위에서 기술한 바와 같이 우리나라에서 수행되고 있는 다단식 보강토 옹벽의 설계는 현재 외국에서 널리 사용되고 있는 설계기준에 다소 부합되지 않는 점이 있는 것으로 나타나 앞으로 향후 다단식 옹벽의 거동특성에 관한 추가적인 연구를 통해 옹벽의 거동에 미치는 영향인 자를 파악하고 이를 현재 사용되고 있는 설계법에 반영하는 체계적이고 지속적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 다단식 보강토 옹벽의 설계 사례 연구
Design Case Study of Geosynthetic Reinforced Segmental Retaining Walls in Tiered Configuration 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 다단식 보강토 옹벽의 설계 사례 연구 Design Case Study of Geosynthetic Reinforced Segmental Retaining Walls in Tiered Configuration 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

유충식 (98)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 다단식 보강토 옹벽의 설계 사례 연구
Design Case Study of Geosynthetic Reinforced Segmental Retaining Walls in Tiered Configuration 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper