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문제 정의
- 본 논문은 도로하부 지하매설물용 유동성 채움재(CLSM)를 적용한 지하매설물의 거동을 파악하기 위하여 원형 지하 매설관에 대한 실내모형실험을 수행하였다. 같은 조건에서 뒤채움재의 종류에 따른 관의 수직 .
- 일반적이다. 본 연구에서는 뒤채움재의 종류에 따른 파형강관의 토압 특성을 분석하였다. 표 7은 하중에 따른 수직토압을 나타내고 있다.
- 결과값을 상호 비교 검토하였다. 이를 통하여 유동성 채움재(CLSM)를 대체 뒤채움재로 적용하기 위한 도로 하부 지하매설물용 뒤채움재 및 매설관의 변형 거동특성을 규명하는 것이 본 연구의 최종 목적이다.
제안 방법
- 수평토압의 비교검토로부터 유동성 채움재(CLSM)를 이용한 지하매설관의 변형특성을 연구하였다. 그리고 상용 유한요소해석 프로그램 인 PENTAGON-3D를 사용하여 도로 하부지하매설물용 유동성 채움재(CLSM)를 적용한 지하매설물의 수치해석을 수행하여 실내모형실험에서 확인된 뒤채움재에 따른 관의 변위, 지표면의 변위 및 관의 천단 . 하부에서의 변위와 주요 절점 변위를 비교 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 하중재하 과정은 300, 600, 900kgf 씩으로 하중을 증가시킨 후 1분 정도의 안정화를 실시하고, 재하가 가능한 최고치까지 하중재하 후 2분 정도의 안정화를 실시하였다. 그리고 하중제하 과정은 최고치 하중의 반을 재하 후 1분 정도의 안정화 실시하고, 하중을 완전하게 제거 후 2분간의 안정화를 실시하였다.
- 중간층을 조성하기 위하여 일반모래를 15cm 채운 후 몸무게 80kg인 사람을 기준으로 50회 발다짐을 2층 실시하였다. 발다짐을 1층 실시 후 변위계, 토압계 및 변형률 게이지를 TOS - 302와 스위치박스에 연결하였다. 상부층을 조성하기 위하여 1층에 일반모래 60kg 를 채운 후 자체 제작된 다짐롤러를 이용하여 60회 다짐을 4층 실시하였다.
- 아스테이지를 부착하였다. 베딩재를 조성하기 위하여 1층에 일반모래 25kg를 채운 후 자체 제작된 다짐롤러를 이용하여 100회 다짐을 3층 실시하였다. 베딩재위에 파형강관을 설치하고, 수직 .
- 본 연구에서 적용시킨 3차원 유한요소 해석 프로그램인 Pentagon-3D에서 해석상 적용시킨 시공과정에 따른 모델링은 초기단계(원지반), 시공 1단계(터파기), 시공 2단계(관이 놓일 위치의 베딩재 성토 및 관의 설치), 시공 3단계(산정된 토피고까지 단계별 성토), 시공 4단계(정하중 재하)로 구성하였다.
- 본 연구에서 적용한 3차원 유한요소 해석프로그램인 Pentagon-3D에서 원지반, 베딩재, 뒤채움재는 4절점 솔리드 요소로 모델링하였으며, 파형강관은 4절점 쉘요소로 모델링 하였다. 쉘 요소는 파형강관의 종방향으로의 파형을 모델링 할 수 없으므로, 파형강관의 파형을 고려한 환산단면의 적용이 필수적이다(육정훈, 2002, 박응호, 2002).
- 본 연구에서는 표 9에 나타난 것과 같이, 수치해석은 고려해 볼 수 있는 여러 가변조건 중 뒤채움재의 종류를 변화시키는 3가지 사례에 대해서 유한요소프로그램인 PENTAGON-3D(에메랄드 소프트 1998)를 이용하여 해석을 수행하였다. 그림 7은 수치해석에 사용된 유한요소망 및 수치해석단면의 물성치 분포도이다.
- 발다짐을 1층 실시 후 변위계, 토압계 및 변형률 게이지를 TOS - 302와 스위치박스에 연결하였다. 상부층을 조성하기 위하여 1층에 일반모래 60kg 를 채운 후 자체 제작된 다짐롤러를 이용하여 60회 다짐을 4층 실시하였다. 하중재하는 뒤채움재의 종류에 따라 다르게 적용하였다.
- 관의 수직 . 수평에 걸리는 토압을 측정하기 위하여 KDC-200KPA 토압 계를 사용하였다 관의 횡단 . 종단방향의 변형특성을 알기 위하여 스틸용(WFLA-3-11-1L) 변형률 게이지를 사용하였다.
- 종단변형률, 관의 수직 . 수평토압의 비교검토로부터 유동성 채움재(CLSM)를 이용한 지하매설관의 변형특성을 연구하였다. 그리고 상용 유한요소해석 프로그램 인 PENTAGON-3D를 사용하여 도로 하부지하매설물용 유동성 채움재(CLSM)를 적용한 지하매설물의 수치해석을 수행하여 실내모형실험에서 확인된 뒤채움재에 따른 관의 변위, 지표면의 변위 및 관의 천단 .
- 실험은 표 4에 나타난 것과 같이, 실내모형 실험에서 고려해 볼 수 있는 여러 가변 조건 중 뒤채움재의 종류를 변화시 키는 3가지 사례에 대해서 제작된 모형토조를 이용하여 실내모형 실험을 실시하였다.
- 실험조건을 단순화하기 위해 벽면마찰의 영향을 최소화할 수 있도록 모형 토조 표면에 페 인트를 설치하여 매끈하게 하였다. 모형토조 상부에 직경 30cm의 원형판을 중앙부에 설치하고, 그림 4에 보이는 로드 셀 과 하중 재하장치를 이용하여 정하중을 재하하였다.
- 또한, 하중재하를 위하여 CCDM-30000 제품을 사용하였다. 위에서 언급한 계측기를 이용한 측정을 위해 정적변형시스템(Static data logger)을 사용하였으며, 이는 그림 5와 같이 TDS-302, 스위치박스로 각각 10개와 50개의 채널로 구성되었다.
- 이에 본 연구에서는 지하매설물 설계에 적용되고 있는 기존의 토압 및 변형이론에 의한 예측값, 같은 조건에서 뒤채움재의 종류를 변화시킨 3가지 사례에 대해서 실내모형 실험을 실시한 계측 결과값, 상용 유한요소해석 프로그램인 PENTAGON-3D를 이용한 사례별 수치해석 결과값을 상호 비교 검토하였다. 이를 통하여 유동성 채움재(CLSM)를 대체 뒤채움재로 적용하기 위한 도로 하부 지하매설물용 뒤채움재 및 매설관의 변형 거동특성을 규명하는 것이 본 연구의 최종 목적이다.
- 수평에 걸리는 토압을 측정하기 위하여 KDC-200KPA 토압 계를 사용하였다 관의 횡단 . 종단방향의 변형특성을 알기 위하여 스틸용(WFLA-3-11-1L) 변형률 게이지를 사용하였다. 또한, 하중재하를 위하여 CCDM-30000 제품을 사용하였다.
- 외부에 부착하였다. 중간층을 조성하기 위하여 일반모래를 15cm 채운 후 몸무게 80kg인 사람을 기준으로 50회 발다짐을 2층 실시하였다. 발다짐을 1층 실시 후 변위계, 토압계 및 변형률 게이지를 TOS - 302와 스위치박스에 연결하였다.
- 일반모래의 경우 타설직 후, 유동성 채움재(CLSM)는 타설 후 7일 양생기간을 거친 후에 하중재하와 하중제하 과정을 2회 반복 실시하였다. 하중재하 과정은 300, 600, 900kgf 씩으로 하중을 증가시킨 후 1분 정도의 안정화를 실시하고, 재하가 가능한 최고치까지 하중재하 후 2분 정도의 안정화를 실시하였다. 그리고 하중제하 과정은 최고치 하중의 반을 재하 후 1분 정도의 안정화 실시하고, 하중을 완전하게 제거 후 2분간의 안정화를 실시하였다.
대상 데이터
- 556으로 통일분류법상 입도분포가 나쁜 모래 또는 자갈질의 모래인 SP 판명되었다. 뒤채움재로 사용한 현장발생토사는 한국토지공사 "양산. 물금지구 택지개발사업” 현장에 넓게 분포되어있는 시료로 기본특성은 현장 자연함수비 14.
- 종단방향의 변형특성을 알기 위하여 스틸용(WFLA-3-11-1L) 변형률 게이지를 사용하였다. 또한, 하중재하를 위하여 CCDM-30000 제품을 사용하였다. 위에서 언급한 계측기를 이용한 측정을 위해 정적변형시스템(Static data logger)을 사용하였으며, 이는 그림 5와 같이 TDS-302, 스위치박스로 각각 10개와 50개의 채널로 구성되었다.
- 베딩재로는 일반모래를 사용하였으며, 모형토조 바닥 면에서 15cm 성토하였다.
- 본 연구에 사용된 뒤채움재로는 일반모래와 유동성 채움재(CLSM)를 사용하였다. 일반모래 뒤채움재의 경우는 베딩재와 기본특성이 동일한 시료를 사용하였으며 유동성 채움재(CLSM)의 뒤채움인 경우는 표 에 나타난 실험재료의 배합비와 같이 방식사와 현장 발생 토사에 플라이애쉬와 물, 1.
- 본 연구에 사용된 파형강관은 원형 1S형의 직경 300mm, 두께 2.0mm를 선택흐卜였으며, 탄성계수는 2.lx 107tonf/m3, 단위중량은 7.85ton〃m3이다.
- 실내모형 실험에 사용된 모형토조의 크기는 가로 140cm, 세로 60cm, 높이 90cm의 강재로 제작하였으며, 관의 직경을 변화시켜 실험할 수 있도록 그림 3과 같이 제작되었다. 실험조건을 단순화하기 위해 벽면마찰의 영향을 최소화할 수 있도록 모형 토조 표면에 페 인트를 설치하여 매끈하게 하였다.
- 실험장치는 모형토조 및 재하장치, 계측센서 및 장비로 구성되었다.
- 사용하였다. 일반모래 뒤채움재의 경우는 베딩재와 기본특성이 동일한 시료를 사용하였으며 유동성 채움재(CLSM)의 뒤채움인 경우는 표 에 나타난 실험재료의 배합비와 같이 방식사와 현장 발생 토사에 플라이애쉬와 물, 1.5~3.24%정도 소량의 시멘트를 혼합하여 사용하였다. 아래에 나타난 표 2와 표 3은 유동성 채움재(CLSM)의 양생일(1, 7일)별 일축 압축강도와 기본물성치(C, 0)를 나타내고 있다.
- 해석에서 기준이 되는 사례는 사례 1로, 베딩재와 뒤채움재로 일반모래를 이용하고, 관의 종류로 파형강관을 이용한 것이다. 이 경우 차량하중 재하 전의 경우 관변위는 0.
데이터처리
- 표 6은 흐}중에 따른 관의 수평 변위를 이론값(토압 이론, Marston), 실험값, 유한요소해석값을 비교 검토하였다. 이론값에서 토압이론값은 Rankine의 토압이론과 Boussinesq이론에 의해서 구해진 토압을 적용하였으며, Marston값은 Marston토압이론과 Boussinesq이론에 의해서 구해진 토압을 이용하여 수평변위를 구하였다.
이론/모형
- 그림 7은 수치해석에 사용된 유한요소망 및 수치해석단면의 물성치 분포도이다. 본 연구의 수치해석에서는 원지 반은 탄소성 모델(Mohr-Coulomb) 을 적용하였고, 나머지는 선형탄성모델을 적용하였다. 수치해석에 이용된 해석단면의 설계정수(표 11)는 실내실험을 통해 결정된 값이다.
- Marston), 실험값, 유한요소해석값을 비교 검토하였다. 이론값에서 토압이론값은 Rankine의 토압이론과 Boussinesq이론에 의해서 구해진 토압을 적용하였으며, Marston값은 Marston토압이론과 Boussinesq이론에 의해서 구해진 토압을 이용하여 수평변위를 구하였다. 그 결과 차량하중 재하 전 하중에 따른 수평변위값은 사례 1과 같은 조건에서 뒤채움재의 종류를 달리 이용한 경우 사례 1의 경우와 이론값, 실험값, 유한요소해석 값이 같은 수준으로 나타났다.
- 쉘 요소는 파형강관의 종방향으로의 파형을 모델링 할 수 없으므로, 파형강관의 파형을 고려한 환산단면의 적용이 필수적이다(육정훈, 2002, 박응호, 2002). 이를 위해서 본 연구에서는 Moore & Brachman(1994)에 의해 제시되어진 파형강관의 단면환산 방법을 적용하였다. 이 방법은 단면의 휨강성(EI)과 축강성(EA)을 동시에 고려하여 유한요소해석에서의 쉘요소의 두께(t)와 탄성계수(E)를 수정하는 방법으로 그 산출식은 다음과 같으며 이 식에 의해 3차원 유한요소 모델에 실제 적용된 파형강관의 환산물성은 아래에 있는 표 11과 같다.
- 토압에 의한 연성관의 수평변형은 아래에 나타나 있는 Lowa의 변형공식에 의해서 구한다.
성능/효과
- (1) 실내모형실험과 수치해석을 실시한 결과 뒤채움 재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우에 일반 모래를 사용한 경우보다 관의 수직 . 수평변위 및 지표면 변위를 감소시키는 것으로 해석되었다.
- (3) 수치해석결과로부터 관의 주요부위에서의 변형 특성은 관의 천단부에서 가장 큰 변형량이 나타났으며, 관의 저부로 내려갈수록 변위값이 작아짐을 알 수 있었다. 또한 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우가 일반모래를 사용한 경우보다 주요 절점의 변형량이 작게 나왔으며, 사용한 유동성 채움재(CLSM)의 종류에 따라 방식사를 이용한 경우가 현장발생토사를 사용한 경우보다 주요 절점의 변형량이 작게 나왔다.
- 이론값에서 토압이론값은 Rankine의 토압이론과 Boussinesq이론에 의해서 구해진 토압을 적용하였으며, Marston값은 Marston토압이론과 Boussinesq이론에 의해서 구해진 토압을 이용하여 수평변위를 구하였다. 그 결과 차량하중 재하 전 하중에 따른 수평변위값은 사례 1과 같은 조건에서 뒤채움재의 종류를 달리 이용한 경우 사례 1의 경우와 이론값, 실험값, 유한요소해석 값이 같은 수준으로 나타났다. 차량하중을 재하 한 경우 이론값은 사례 2와 사례 3은 84%정도 수준이 었고, 실험값에 의한 수평 변위는 사례 2는 사례 1 경우의 11%, 사례 3은 16%정도의 수준이었으며, 유한요소해석에 의한 수평 변위는 사례 1경우의 사례 2는 74%, 사례 3은 89% 정도 수준으로 나타났다.
- 36mm 정도의 차이를 보였다. 그리고 관의 주요절점에 대한 변형량을 비교 검토하여 본 결과 관의 천단부에서 가장 큰 변형량이 나타났으며, 관의 저부로 내려갈수록 변위값이 작아짐을 알 수 있었다. 또한 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우가 일반모래를 사용한 경우보다 주요절점의 변형량이 작게 나왔으며, 사용한 유동성 채움재(CLSM)의 종류에 따라 사례 2와 사례 3을 비교하여 본 결과 방식 사를 이용한 경우가 현장발생토사를 사용한 경우보다 주요 절점의 변형량이 작게 나왔다.
- 또한 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우가 일반모래를 사용한 경우보다 주요절점의 변형량이 작게 나왔으며, 사용한 유동성 채움재(CLSM)의 종류에 따라 사례 2와 사례 3을 비교하여 본 결과 방식 사를 이용한 경우가 현장발생토사를 사용한 경우보다 주요 절점의 변형량이 작게 나왔다. 뒤채움재의 종류에 따른 관의 주요부위에서의 변형특성은 사용한 유동성 채움재(CLSM)의 종류 및 유동성 채움재(CLSM)의 강도 특성과 상당한 관계가 있는 것으로 나타났다. 즉, 시간에 따른 양생과정을 거치면서 뒤채움재의 강도가 발현되고, 강도가 발현된 유동성 채움재(CLSM)가 하나의 암반(Rock Mass)과 같은 거동특성을 나타내는 것을 의미한다.
- 그리고 관의 주요절점에 대한 변형량을 비교 검토하여 본 결과 관의 천단부에서 가장 큰 변형량이 나타났으며, 관의 저부로 내려갈수록 변위값이 작아짐을 알 수 있었다. 또한 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우가 일반모래를 사용한 경우보다 주요절점의 변형량이 작게 나왔으며, 사용한 유동성 채움재(CLSM)의 종류에 따라 사례 2와 사례 3을 비교하여 본 결과 방식 사를 이용한 경우가 현장발생토사를 사용한 경우보다 주요 절점의 변형량이 작게 나왔다. 뒤채움재의 종류에 따른 관의 주요부위에서의 변형특성은 사용한 유동성 채움재(CLSM)의 종류 및 유동성 채움재(CLSM)의 강도 특성과 상당한 관계가 있는 것으로 나타났다.
- 또한 일반모래 뒤채움인 경우 이론값에 비해서 실험값이 36~40%정도 작게 나타났으며, 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우는 실험값이 이론값의 4-25% 정도 수준인 것으로 나타났다. 이는 사례 1의 경우 하중에 따른 일반모래 작은 입자 하나 하나가 토압계에 작용하는 반면에 사례 2와 사례 3은 유동성 채움재(CLSM)의 강도특성과 상당한 관계가 있는 것으로 시간에 따른 양생과정을 거치면서 뒤채움재의 강도가 발현되고, 강도가 발현된 유동성 뒤채움재(CLSM)가 하나의 암반(rock mass)과 같은 거동 특성을 가진 형태로 토압계에 작용하여 현저하게 토압이 감소한 것으로 해석된다.
- 뒤채움재로 사용한 현장발생토사는 한국토지공사 "양산. 물금지구 택지개발사업” 현장에 넓게 분포되어있는 시료로 기본특성은 현장 자연함수비 14.06%, 조립률 2.84, 균등계수(Cu) 7.29, 곡률계수(Cg) 1.70, 비중 2.565로 통일분류법상 입도분포가 좋은 모래 또는 자갈질의 모래인 SW로 판명되었다. 그림 2는 일반모래 및 현장발생토사의 입도분포곡 선이다.
- 본 실험에 사용된 일반모래의 기본특성은 최소건조단위 중량 膈血)1.33 Z/m3, 최대건조단위중량”m) 1.47 조립률 2.88, 균등계수(Cu) 2.37, 곡률계수(Cg)0.78, 비중 2.556으로 통일분류법상 입도분포가 나쁜 모래 또는 자갈질의 모래인 SP 판명되었다. 뒤채움재로 사용한 현장발생토사는 한국토지공사 "양산.
- 16mm이다. 사례 1과 같은 조건에서 단지 뒤채움재를 유동성 채움재(CLSM)종류를 달리 이용한 경우 차량하중을 재하 하기 전의 관변위와 지표면 변위는 사례 1의 경우와 같은 수준으로 나타났고, 차량 하중을 재하한 경우 지표면의 변위는 사례 2는 사례 1 경우의 38%, 사례 3은 61%정도 수준으로 나타났고, 관변형은 사례 2는 80%, 사례 3은 90%정도의 수준인 것으로 나타났다. 이는 파형강관 시공시 유동성 채움재(CLSM)를 뒤채움재로 이용하면 유동성 채움재(CLSM)재료의 특징중 자기강도 발현특성에 의해, 양생 이 됨 에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움재(CLSM)재료가 굳어 강성화되고, 이것이 파형강관과의 일체화를 통한, 파형강관의 단면 강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다.
- 이론값, 실험값, 유한요소값을 사례별로 비교 검토하여본 결과 사례 1의 경우는 실험값이 이론값, 유한요소값에 비해서 다소 크게 나타났으며, 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 사례 2와 사례 3의 경우는 약간의 차이는 보이나 거의 같은 수준의 값을 나타내고 있다. 사례 1에서 실험값이 다소 크게 나온 이유는 실내모형실험 시 벽면마찰을 고려하지 않은데서 나타난 결과로 판단할 수 있으며, 같은 조건에서 단지 뒤채움재 의 종류를 일반모래에서 유동성 채움재(CLSM)로 대체한 경우 수평변위값이 감소한 이유는 유동성 채움재(CLSM) 의 특징 중 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움재(CLSM)의 재료가 굳어 강성화되고, 이것이 파형강관과의 일체화를 통한, 파형강관의 단면강도를 증진시켜준 효과에 의한 것으로 해석할 수 있다.
- 또한 차량하중을 재하 한 경우 실험값에 의한 수직변위는 사례 2는 사례 1경우의 19%, 사례 3은 10%정도 수준으로 나타났으며, 유한요소 해석값은 사례 2는 사례 1경우의 80%, 사례 3은 90%정도의 수준인 것으로 나타났다. 사용한 유동성 채움재(CLSM) 종류 중 사례 2와 사례 3을 비교하여 본 결과 방식사를 이용한 유동성 채움재(CLSM)의 수직 변위가 현장발생토사를 이용한 유동성 채움재(CLSM) 경우보다 크게 나타났다. 이는 방식사와 현장발생토사를 사용하여 배합 .
- 이는 파형강관 시공시 유동성 채움재(CLSM)를 뒤채움재로 이용하면 유동성 채움재(CLSM)재료의 특징중 자기강도 발현특성에 의해, 양생 이 됨 에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움재(CLSM)재료가 굳어 강성화되고, 이것이 파형강관과의 일체화를 통한, 파형강관의 단면 강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다. 사용한 유동성 채움재(CLSM)의 종류중에서는 방식사와 현장 발생 토사를 비교검토해 본 결과 방식사를 이용한 유동성 채움재(CLSM) 재료의 특성이 지표면의 변위 및 관변형을 최소화할 수 있는 것으로 나타났다.
- 수평 토압 특성은 뒤채움재로 일반모래를 대체하여 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우에 관에 작용하는 수직 . 수평토압이 거의 0에 가까운 값으로 현저히 작아짐을 알 수 있었다. 이는 실내모형실험과 수치해석 결과로부터 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용하는 것이 지하매설관에 발생하는 각종 파손을 감소시키고, 안정성을 높이는 최선의 대안으로 판단된다.
- 차량하중을 재하 한 경우 이론값은 사례 2와 사례 3은 84%정도 수준이 었고, 실험값에 의한 수평 변위는 사례 2는 사례 1 경우의 11%, 사례 3은 16%정도의 수준이었으며, 유한요소해석에 의한 수평 변위는 사례 1경우의 사례 2는 74%, 사례 3은 89% 정도 수준으로 나타났다. 이론값, 실험값, 유한요소값을 사례별로 비교 검토하여본 결과 사례 1의 경우는 실험값이 이론값, 유한요소값에 비해서 다소 크게 나타났으며, 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 사례 2와 사례 3의 경우는 약간의 차이는 보이나 거의 같은 수준의 값을 나타내고 있다. 사례 1에서 실험값이 다소 크게 나온 이유는 실내모형실험 시 벽면마찰을 고려하지 않은데서 나타난 결과로 판단할 수 있으며, 같은 조건에서 단지 뒤채움재 의 종류를 일반모래에서 유동성 채움재(CLSM)로 대체한 경우 수평변위값이 감소한 이유는 유동성 채움재(CLSM) 의 특징 중 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움재(CLSM)의 재료가 굳어 강성화되고, 이것이 파형강관과의 일체화를 통한, 파형강관의 단면강도를 증진시켜준 효과에 의한 것으로 해석할 수 있다.
- 표 7은 하중에 따른 수직토압을 나타내고 있다. 차량하중 재하 전 뒤채움재의 종류에 따른 실험값은 사례 1의 경우와 비교하여 본 결과 사례 2는 38%정도의 수준인 것으로 나타났고, 사례 3은 20%정도 크게 나타났다. 그리고 실험값이 이론값에 비해서 4~13%정도 작게 나타남을 알 수 있다.
- 또한 사례별로 차량 하중 재하 전·후의 수직변위의 변화양상도 나타내었다. 차량하중 재하 전 하중에 따른 수직 변위의 실험값은 사례 1과 같은 조건에서 뒤채움재의 종류를 달리 이용한 경우 사례 1에 비해 사례 2와는 0.25mm, 사례 3과는 0.06mm정도의 차이를 보였으나, 유한요소해석에 의한 수직 변위 값은 사례 2와 사례 3의 경우 사례 1의 경우와 같은 수준으로 나타났다. 또한 차량하중을 재하 한 경우 실험값에 의한 수직변위는 사례 2는 사례 1경우의 19%, 사례 3은 10%정도 수준으로 나타났으며, 유한요소 해석값은 사례 2는 사례 1경우의 80%, 사례 3은 90%정도의 수준인 것으로 나타났다.
- 차량 하중 재하 전 실험값은 사례 1경우의 사례 2는 75% 정도, 사례 3은 38%정도의 수준으로 나타났으며, 이론값과 실험값은 다소 토압값의 차이는 보이나 같은 수준의 양상을 나타내고 있다. 차량하중 재하 후 실험값은 유동성 채움재(CLSM)를 뒤채움재로 사용하였을 때 일반 모래를 사용한 경우의 12~15%정도의 수준으로 나타났고, 이론값에 비해 실험값은 3~50%정도 수준이었다.
- 이는 방식사와 현장발생토사를 사용하여 배합 . 타설 후 일정기간 양생하는 동안 방식 사는 표면화학처리에 의하여 플라이애쉬, 물, 시멘트와의 결합상태가 양호한 반면에 현장발생토사는 플라이애쉬, 물, 시멘트와의 결합상태가 불량하여 양생이 됨에 따라 물이 배수될 때 혼합된 다른 재료가 같이 배출됨에 따른 단위 중량감소에 의한 것으로 판단된다.
후속연구
- (4) 본 연구에 이어 현재 실내실험결과와 유한요소해석 결과를 기초로 현장발생토사CLSM경우에 대해서 중차량 하중을 이용한 대규모 현장적용성 시험을 계획 중에 있으며, 기존의 Marston - Spangler 이론을 유동성 채움재(CLSM)와 차량하중 등을 반영할 수 있도록 이론을 수정제안 할 것이다. 또한 기존의 이론을 이용한 값, 실내모형실험결과, 유한요소해석 및 현장시험결과상의 상호비교를 통해 설계에 필요한 설계입력변수를 결정하고, 이를 통한 적정한 설계법을 제시할 것이다.
- 이론을 수정제안 할 것이다. 또한 기존의 이론을 이용한 값, 실내모형실험결과, 유한요소해석 및 현장시험결과상의 상호비교를 통해 설계에 필요한 설계입력변수를 결정하고, 이를 통한 적정한 설계법을 제시할 것이다. 마지막으로 본 연구의 궁극적인 향후 연구방향은 현재의 강성관 위주의 지하매설관 정책을 연성관으로 대체할 수 있는 공학적 근거제시 및 시방기준을 제시하는데 있다.
- 또한 기존의 이론을 이용한 값, 실내모형실험결과, 유한요소해석 및 현장시험결과상의 상호비교를 통해 설계에 필요한 설계입력변수를 결정하고, 이를 통한 적정한 설계법을 제시할 것이다. 마지막으로 본 연구의 궁극적인 향후 연구방향은 현재의 강성관 위주의 지하매설관 정책을 연성관으로 대체할 수 있는 공학적 근거제시 및 시방기준을 제시하는데 있다.
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