[국내논문]사질토 지반의 원형수직구에 설치된 흙막이벽에 작용하는 토압 : 적용성 연구 Earth Pressure Acting on the Cylindrical Retaining Wall of a Shaft in Cohesionless Soils : Study on the Application by Model Test원문보기
사질토 지반의 원형수직구에 설치된 흙막이벽에 작용하는 토압은 축대칭 아칭효과로 인하여 평면변형조건의 옹벽에 작용하는 토압보다는 작은 토압이 작용한다. 따라서, 수평 및 연직방향 아칭효과에 의한 토압감소를 고려하고 상재하중, 벽면마찰, 파괴면의 경사각 등 각종 인자의 영향을 적절히 반영하여 원통형 벽체에 작용하는 토압을 예측할 수 있는 토압산정공식이 제안되었다. 제안된 토압공식의 적용성 확인을 위하여 모형실험이 수행되었다. 벽체변위, 벽면마찰, 벽체 형상비 등을 조절할 수 있는 모형실험장치가 개발되었으며, 건조한 모래지반에서 깊이에 따른 벽체변형이 일정한 조건의 모형실험을 통하여 각각의 영향인자가 원통형 벽체에 작용하는 주동토압에 미치는 영향이 분석되었다. 제안된 토압공식은 모형실험에 의한 토압분포와 유사한 경향을 예측하여 만족스러운 결과를 주는 것으로 나타났다.
사질토 지반의 원형수직구에 설치된 흙막이벽에 작용하는 토압은 축대칭 아칭효과로 인하여 평면변형조건의 옹벽에 작용하는 토압보다는 작은 토압이 작용한다. 따라서, 수평 및 연직방향 아칭효과에 의한 토압감소를 고려하고 상재하중, 벽면마찰, 파괴면의 경사각 등 각종 인자의 영향을 적절히 반영하여 원통형 벽체에 작용하는 토압을 예측할 수 있는 토압산정공식이 제안되었다. 제안된 토압공식의 적용성 확인을 위하여 모형실험이 수행되었다. 벽체변위, 벽면마찰, 벽체 형상비 등을 조절할 수 있는 모형실험장치가 개발되었으며, 건조한 모래지반에서 깊이에 따른 벽체변형이 일정한 조건의 모형실험을 통하여 각각의 영향인자가 원통형 벽체에 작용하는 주동토압에 미치는 영향이 분석되었다. 제안된 토압공식은 모형실험에 의한 토압분포와 유사한 경향을 예측하여 만족스러운 결과를 주는 것으로 나타났다.
It is known that the earth pressure acting on the cylindrical retaining wall in cohesionless soils is small than that acting on the retaining wall in plane strain condition due to three dimensional arching effect. In this study, the earth pressure equation considering the earth pressure decrease by ...
It is known that the earth pressure acting on the cylindrical retaining wall in cohesionless soils is small than that acting on the retaining wall in plane strain condition due to three dimensional arching effect. In this study, the earth pressure equation considering the earth pressure decrease by horizontal and vertical arching effects, overburden, wall friction, and failure surface slope is proposed. For the purpose of verifying the applicability of proposed equation, model test is performed with apparatuses that can control wall displacement, wall friction, and wall shape ratio. Influence of each factor on the active earth pressure acting on the cylindrical retaining wall is analyzed according to the model test in constant wall displacement condition. The comparison of calculated results with measured values shows that the proposed equations satisfactorily predict the earth pressure distribution on the cylindrical retaining wall.
It is known that the earth pressure acting on the cylindrical retaining wall in cohesionless soils is small than that acting on the retaining wall in plane strain condition due to three dimensional arching effect. In this study, the earth pressure equation considering the earth pressure decrease by horizontal and vertical arching effects, overburden, wall friction, and failure surface slope is proposed. For the purpose of verifying the applicability of proposed equation, model test is performed with apparatuses that can control wall displacement, wall friction, and wall shape ratio. Influence of each factor on the active earth pressure acting on the cylindrical retaining wall is analyzed according to the model test in constant wall displacement condition. The comparison of calculated results with measured values shows that the proposed equations satisfactorily predict the earth pressure distribution on the cylindrical retaining wall.
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문제 정의
& Kusakabe, 1984). 그러므로, 원형단면 수직 구의 원통형 벽체에 작용하는 토압은 응력해방에 의한 굴착면의 변위발생과 수평 및 연직방향의 아칭효과로 인하여 평면변형조건의 정지토압이나 주동토압보다는 작은 토압이 작용할 것으로 생각되어 왔으며, 기존의 많은 연구자들은 이러한 점에 주목하여 원통형 벽체에 작용하는 다양한 주동토압 산정공식을 제안하였고 모형실험에 의해 토압분포 및 파괴면의 형상을 규명하고자 노력하였다. 그러나, 지금까지 제안된 많은 토압공식은 서로 다른 다양한 토압분포를 예측하고 상재하중, 벽면마찰, 파괴면의 경사각 등의 영향을 적절히 반영하지 못하고 있다.
따라서, 본 연구에서는 벽면마찰, 벽체변위, 벽체 형상비(H/M 벽체 높이/벽체 반경) 등을 조절할 수 있는 모형실험장 치를 개발하여 각각의 영향인자가 토압에 미치는 영향을 분석하였다. 모형실험에서 확인된 파괴면의 형상에 대하여 각종 영향인자들을 합리적으로 고려한 극한평형해석법에 근거한 천병식 등(2003)의 토압공식을 수정제안하였다.
본 연구에서는 새로 제안된 원통형 벽체에 작용하는 주동 토압 산정공식의 정확성 평가를 위해 본 연구에서 수행된 모형실험 결과와 비교하였다.
본 연구에서는 지하수의 영향을 고려하지 않은 건조한 사질토지반의 원통형 흙막이벽에 균일한 수평 변위가 발생할 때 벽체에 작용하는 주동토압분포와 배면 지반 파괴면 형상을 확인하기 위하여 모형실험을 수행하였다. 그리고, 원통형 벽체에 주동변위 발생시 토압 변화를 측정할 수 있는 토조를 제작하여 검증하였다.
본 연구의 목적은 원통형 벽체에 균등한 주동변위 발생 시 다양한 벽체 형상비 및 벽면마찰조건에 대하여 벽체 변위에 따른 토압분포와 파괴면 형상을 확인하고 수평 및 연직 방향 아칭효과를 고려한 원통형 벽체의 주동토압 예측식의 적정성을 검증하는데 있다. 따라서, 모형실험조건은 벽체 높이 75cm에 대하여 반경이 각각 17.
본 장에서는 건조한 모래지반에서의 원형 수직구와 같은 원통형 벽체에 작용하는 토압분포 및 파괴 면의 형상을 확인하기 위하여 벽면의 거칠기와 벽체 형상 비를 변화시키면서 모형실험을 수행한 결과를 기술하였다.
본 절에서는 모형실험에 의한 원통형 벽체에 작용하는 토압분포에 대하여 벽체 변위에 따른 토압 변화, 벽면마찰각의 영향, 벽체 형상비의 영향 등에 대하여 분석하였다. 평면변형조건의 이론토압과의 비교를 통하여 벽체 형상비에 따른 수평방향 아칭으로 인한 토압 감소 효과에 대하여 기술하였으며, 모형실험에 의해 확인된 파괴면 형상에 대하여 벽체 높이 및 반경의 영향에 대하여 분석하였다.
가설 설정
지표면에 도달한 파괴면까지의 거리는 벽체반경에 비례하여 증가하게 되며 파괴면의 형상은 벽체하부에서 수평면과 약 45。+。/2의 경사각을 이루지만 지표면에 접근함에 따라 그 경사가 점점 급해지는 경향을 나타내었다. 천병식 등(2003)은 토압공식 유도를 위해서 파괴면은 수평면과 45。+抑2의 경사각을 갖는 직선형태로 가정하였다. 이는 벽체의 높이가 증가함에 따라, 그리고 벽체의 반경이 감소함에 따라 파괴면 형상의 차이가 커지나 활동토체의 체적증가로 실제보다 다소 큰 토압을 예측하게 되므로 안전측이다.
제안 방법
이는 벽체 형상비가 증가할수록 평면변형조건에 가까워지기 때문으로 판단된다. (6) 극한평형법에 근거하여 흙의 미소 수평 요소에서의 힘의 평형관계를 실제적으로 고려하고 수평방향 및 연직 방향 아칭효과를 고려할 수 있는 새로운 토압공식을 수정 제안하였다. 제안식은 벽체 형상비 및 벽면마찰의 영향을 적절히 고려하고 있으며, 모형실험 결과와 비교한 결과 보정계수 0= 1.
모형 벽체는 그림 3(a)와 같이 수직구의 형상을 모사한 원통형 벽체와 하중계에 원통형벽체를 거치시켜 수평 변위를 발생시키는 벽체 지지대로 구성하였다. 원통형 벽체는 강성이 크고 가공이 용이한 두께 10.
0m를 고려하여 l.Oin 이상의 수직이동거리를 확보함으로써 모형지반이 균일한 상대밀도로 조성되도록 하였다. 강사기의 작동은 전동모터와 센서를 설치하여 자동으로 방향전환에 의한 전후 이동과 강사 낙하고 조절이 가능하도록 제작하였다.
벽체 지지대 하단에는 원활한 수평변위 발생을 위하여 베어링로울러(roller)를 설치하였다. 또한, 벽체 지지대의 수평 변위를 원통형 벽체의 축대칭 변위로 변환시키기 위하여 벽체의 모서리 부분을 60。각도로 성형 제작하였다. 또한, 사용 모래와의 마찰각을 측정한 사포(sand paper) 를 아크릴판에 붙여서 3=0°, 28.
모형실험에서 확인된 파괴면의 형상에 대하여 각종 영향인자들을 합리적으로 고려한 극한평형해석법에 근거한 천병식 등(2003)의 토압공식을 수정제안하였다. 각종 인자의 영향에 대하여 제안된 토압공식의 예측값과 모형실험결과를 비교하여 제안된 토압공식의 적정성을 확인하였다.
소정의 형상비를 갖는 모형벽체를 전면판과 함께 토조에 설치한 후 강사기로 낙하고 LOm를 유지하면서 75cm 두께로 강사하였다. 강사 중에는 지반내 파괴면의 형상을 확인하기 위하여 7.5cm 강사 후마다 지중에 직경 0.7mm 의 납선을 수평으로 설치하였다. 납선은 그 특성상 유연하기 때문에 약간의 외력에도 쉽게 휘어져 지중에서 파괴면 형성시 파괴면 위치에서 휘어지게 되므로 실험이 끝난 후 편평한 면에 재배치하게 되면 파괴면의 형상을 확인할 수 있다.
Oin 이상의 수직이동거리를 확보함으로써 모형지반이 균일한 상대밀도로 조성되도록 하였다. 강사기의 작동은 전동모터와 센서를 설치하여 자동으로 방향전환에 의한 전후 이동과 강사 낙하고 조절이 가능하도록 제작하였다.
강사에 의한 모형지반의 형성완료 후, 등속변위 발생 장치를 작동시켜 LOmm/min의 저속으로 주동변위를 발생시키면서 7초 간격으로 하중계 및 LVDT의 데이터를 저장하였다. 벽체의 주동변위는 주동토압이 발생할 만큼 충분히 허용하였다.
이는 벽체의 높이가 증가함에 따라, 그리고 벽체의 반경이 감소함에 따라 파괴면 형상의 차이가 커지나 활동토체의 체적증가로 실제보다 다소 큰 토압을 예측하게 되므로 안전측이다. 그러나, 파괴면 형상의 가정에서 발생되는 오차를 줄이기 위해 보정계수 fer을 도입하였다.
그리고, 원통형 벽체에 주동변위 발생시 토압 변화를 측정할 수 있는 토조를 제작하여 검증하였다. 모형실험에서 확인된 파괴면의 형상에 근거하여 천병식 등 (2003)이 극한평형법을 이용하여 제안한 토압공식을 수정 제안하였으며, 제안된 토압공식의 예측값과 모형실험 결과를 비교 .
(而로 일정하게 유지하였다. 깊이별로 강사 전에 알루미늄 캔( 0 = 75mm, h = 50mm)을 층당 2개씩 총 5층에 매설한 후 단위 중량을 측정하여 상대밀도의 균일 정도를 확인하였다.
탄성상태에서는 초기연직응력 払가 접선응력 (為보다 크지만, 벽체변위가 증가함에 따라 소성상태에 도달하면서 점차 %=〃 ( 人=1)가 되는 것으로 설명하였다. 따라서, 본 논문에서는 접선방향응력에 대한 토압 계수는 Wong 등의 수치해석 결과에 근거하여 원통형 벽체 배면지반에서의 연직방향응력과 접선방향 응력이 같은 조건인 人=1로 수정 제안하였다.
5。인 경우에 대하여 모형실험을 수행하였다. 또한, 벽면마찰이 0° 인 조건을 모사하기 위하여 벽면에 윤활유를 칠한 후 강사하여 실험을 수행하였다.
또한, 벽체 지지대의 수평 변위를 원통형 벽체의 축대칭 변위로 변환시키기 위하여 벽체의 모서리 부분을 60。각도로 성형 제작하였다. 또한, 사용 모래와의 마찰각을 측정한 사포(sand paper) 를 아크릴판에 붙여서 3=0°, 28.8°, 36.5° 등의 다양한 벽 면마찰조건을 모사하였다.
8°, 36.5。로 변화시키면서 표 3과 같은 실험조건에 대하여 모형실험을 수행하였다.
그리고, 원통형 벽체에 주동변위 발생시 토압 변화를 측정할 수 있는 토조를 제작하여 검증하였다. 모형실험에서 확인된 파괴면의 형상에 근거하여 천병식 등 (2003)이 극한평형법을 이용하여 제안한 토압공식을 수정 제안하였으며, 제안된 토압공식의 예측값과 모형실험 결과를 비교 . 분석하여 제안된 토압공식의 적정성을 평가하였다.
영향을 분석하였다. 모형실험에서 확인된 파괴면의 형상에 대하여 각종 영향인자들을 합리적으로 고려한 극한평형해석법에 근거한 천병식 등(2003)의 토압공식을 수정제안하였다. 각종 인자의 영향에 대하여 제안된 토압공식의 예측값과 모형실험결과를 비교하여 제안된 토압공식의 적정성을 확인하였다.
하중계는 모형벽체 조립전에 추를 이용하여 보정하였다. 물이 새는 것을 방지하기 위하여 비닐을 토조 내부에 설치하고 물을 채워 정수압을 측정하였다. 벽체에의 균등한 수압작용을 위해 비닐은 벽체에 말착되도록 설치하였다.
본 연구에서 모형실험을 위한 측정장치는 깊이에 따른 주동토압을 측정하기 위한 하중계(load cell)와 벽체 변위측정을 위한 LVDT를 이용하였다. 하중계는 정밀도 0.
필요하다. 본 연구에서는 개발된 모형실험장치가 모형 벽체에 작용하는 하중을 정확히 즉정하는지를 검증하기 위하여 토조에 물을 채워 정수압을 측정하는 방법을 이용하였다. 하중계는 모형벽체 조립전에 추를 이용하여 보정하였다.
소정의 형상비를 갖는 모형벽체를 전면판과 함께 토조에 설치한 후 강사기로 낙하고 LOm를 유지하면서 75cm 두께로 강사하였다. 강사 중에는 지반내 파괴면의 형상을 확인하기 위하여 7.
8。, 36.5。인 경우에 대하여 모형실험을 수행하였다. 또한, 벽면마찰이 0° 인 조건을 모사하기 위하여 벽면에 윤활유를 칠한 후 강사하여 실험을 수행하였다.
전술한 바와 같이 벽면마찰각은 거칠기가 다양한 사포를 선별하여 모사하였으며, 사포와 모래의 마찰각을 결정하기 위하여 직접전단시험기의 전단상자를 개조하여 벽면마찰 측정시험을 수행하였다. 전단상자 하부에는 사포를 설치하고 상부에는 모래를 넣은 후 마찰각을 측정하는 방법을 이용하였다.
제작하여 발생시켰다. 직선운동장치는 일 방향 운동만 허용하는 수평베어링과 직경 30.0mm 강봉을 이용하여 강재의 외형거더에 고정시켜 모형 벽체에 주동 변위를 발생시키도록 하였다. 등속변위 발생장치(gear box)는 그림 4와 같이 전동 모터를 이용하여 구동력을 부여하였으며 기어조절장치에 의하여 l.
을 사용하였다. 측정 데이타 수집장치 (data logger)는 일본산(Tokyo sokki kenkyujo Co.) 인 이동식 TOS-303 (TML portable data logger)을 컴퓨터에 연결흐卜여 모니터에 화면출력되는 동시에 일정한 시간간격으로 저장되도록 하였다.
평면변형조건의 이론토압과의 비교를 통하여 벽체 형상비에 따른 수평방향 아칭으로 인한 토압 감소 효과에 대하여 기술하였으며, 모형실험에 의해 확인된 파괴면 형상에 대하여 벽체 높이 및 반경의 영향에 대하여 분석하였다.
위한 LVDT를 이용하였다. 하중계는 정밀도 0.03%인 측정용량 lOOkgf의 국내산 변형률계식 (DBBP-100, Bongshin load cell Co.)을 깊이별로 7.8, 22.8, 37.8, 52.8, 67.8cm 깊이에 각각 설치하였다. 모형 벽체의 주동변위 측정을 위한 LWT는 정밀도 100X 인 일본산(CDPJ0O, Tokyo sokki kenkyujo Co.
한편, 토압계수 Kw는 Harrop-Williams( 1989)7]- 아칭효과를 고려한 토압을 산정하기 위하여 제안한 벽면 마찰각 <5를 고려한 식 ⑵와 같은 주동토압계수를 사용할 것을 제안하였다.
대상 데이터
강사기는 그림 2와 같이 폭 118cm의 크기로 모래 커튼(sand curtain)방법을 이용한 강사(raining)가 가능하도록 강판으로 제작하였다. 강사 높이는 토조 높이 1.
우판은 봉에 고정되어 베어링에 의하여 수평이동이 용이하도록 하였으며, 가운데 아크릴 판에는 토압측정을 위한 하중계를 설치하였다. 벽체 지지대는 토압으로 인한 변형이 발생하지 않도록 두께 30.0mm의 베이클라이트 (bakelite) 판을 사용하여 하중계가 설치되는 앞판과 직선운동 장치가 연결되는 뒷판으로 구성하였다. 벽체 지지대 하단에는 원활한 수평변위 발생을 위하여 베어링로울러(roller)를 설치하였다.
본 연구에서 모형지반 조성을 위해 사용된 모래는 한강 하류에서 채취하여 공기 중에서 건조시킨 모래이며 사용된 모래의 입도분포 및 기본 물성은 그림 5 및 표 1과 같다.
본 연구에서 실험에 사용된 토조는 길이 70cm, 폭 100cm, 높이 75cm의 크기로, 두께 10mm의 강판을 두 겹으로 설치하여 외형을 제작하였고 실험 중 발생할 수 있는 토조의 변형을 방지하기 위하여 그림 1과 같이 측면을 철편으로 보강하였다. 토조 내부의 전면판은 강 사시 토조내부 육안관찰의 편의를 위하여 두께 20mm의 투명한 아크릴 판에 강재를 보강하여 제작하였다.
발생시키는 벽체 지지대로 구성하였다. 원통형 벽체는 강성이 크고 가공이 용이한 두께 10.0mm의 아크릴파이프를 사용하여 실험에 적용할 형상비(벽체 반경에 대한 높이의 비, HR)에 따라 반경 17.5cm(H/R=4.286), 15.0cm(H/R=5.000), 11.5cm(H/R=6.522)의 크기로 실험조건에 맞도록 분할 제작하였다. 원통형 벽체에 작용하는 주동토압을 깊이별로 측정하기 위하여 깊이 방향으로 높이 14.
철편으로 보강하였다. 토조 내부의 전면판은 강 사시 토조내부 육안관찰의 편의를 위하여 두께 20mm의 투명한 아크릴 판에 강재를 보강하여 제작하였다. 토조내벽은 경계조건으로써 마찰의 영향을 최소화하기 위하여 두께 5mm의 유리를 전면 아크릴판 및 측벽에 부착하였다.
데이터처리
모형실험에서 확인된 파괴면의 형상에 근거하여 천병식 등 (2003)이 극한평형법을 이용하여 제안한 토압공식을 수정 제안하였으며, 제안된 토압공식의 예측값과 모형실험 결과를 비교 . 분석하여 제안된 토압공식의 적정성을 평가하였다.
이론/모형
나타내고 있다. 따라서, 본 연구에서는 원통형 흙막이벽에 작용하는 주동토압 산정을 위한 반경방향응력에 대한 토압계수 는 Paik과 Salgado가 제안한 주동토압 계수인 식 (5)를 적용하였다.
Omni 이하인 모래의 중량 백분율이 80%이상으로써 비교적 가는 모래이며, 세립분이 거의 없는 깨끗하고 비교적 둥근 입자와 모난 입자가 적당히 섞인 모래로서 통일분류법(Unified Soil Classification System)에 의한 분류결과 SP로 분류되었다. 모형 지반은 모래커튼(sand curtain)방법을 이용한 강사법(raining method)으로 조성하였으며 낙하고는 1.(而로 일정하게 유지하였다. 깊이별로 강사 전에 알루미늄 캔( 0 = 75mm, h = 50mm)을 층당 2개씩 총 5층에 매설한 후 단위 중량을 측정하여 상대밀도의 균일 정도를 확인하였다.
성능/효과
(1) 벽체에 변위를 발생시키면서 토압변화를 측정한 결과 변위가 발생함에 따라 토압이 점차 감소하여 약 2.0mm 변위발생시 최소값을 보인후 변위를 계속 발생시킬 경우 다소 증가하는 경향을 보였다. 이는 약 2.
(2) 벽체에 변위를 발생시키면서 깊이에 따른 토압분포변화를 분석한 결과 초기에는 삼각형의 정지토압분포를 보이나 변위가 발생함에 따라 점차 감소하다가 주동상태에 도달했을 때에는 깊은 곳에서의 토압의 크기가 상대적으로 감소하여 활모양의 토압분포를 보였다. 이는 벽체 배면지반의 아칭효과에 기인하는 것으로 판단된다.
(3) 원통형 벽체에 작용하는 토압에 대한 벽체 형상 비의 영향을 분석한 결과 벽체 형상비가 작을수록, 즉 벽체 반경이 클수록 토압이 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 벽체 형상비가 작을수록 평면변형조건에 가까워지므로 인하여 수평면에서의 접선응력에의한 아칭효과로 인한 토압감소 효과가 작아지기 때문으로 사료된다.
(4) 원통형 벽체에 작용하는 토압에 대한 벽면마찰의 영향을 분석한 결과 벽면마찰이 없을 때는 벽체 중간높이에서 최대 토압을 갖는 활모양의 토압분포를 보였으나, 벽면마찰이 존재할 경우에는 벽체 상부에서 최대 토압을 갖는 토압분포를 보였으며 벽면마찰이 증가할수록 상부에서의 토압은 증가하였다. 이는 벽면마찰력이 활동토체의 하향이동에 저항하므로써 연직방향 아칭효과로 인하여 활동토체의 자중이 상부 벽체로 전이(load transfer)되어 상부 벽체에서는 토압이 증가하고 하부벽체에서는 토압이 감소하기 때문으로 판단된다.
(5) 벽체 형상비가 증가할수로 즉 벽체 반경이 감소할수록 벽체로부터 지표면 파괴면까지의 거리는 감소하는 경향을 보였으며 대략 벽체반경과 근사한 거리임을 알 수 있었다. 파괴면 형상은 곡선형태를 보여 활동토체의 체적은 수평면과 45° + 切2의 각도를 이루는 파괴면을 갖는 경우보다 작은 것으로 나타났다.
파괴면 형상은 곡선형태를 보여 활동토체의 체적은 수평면과 45° + 切2의 각도를 이루는 파괴면을 갖는 경우보다 작은 것으로 나타났다. 그러나, 파괴면 형상비가 클수록 파괴면 형상의 차이에서 오는 활동토체의 체적의 차이는 감소함을 알 수 있었다. 이는 벽체 형상비가 증가할수록 평면변형조건에 가까워지기 때문으로 판단된다.
2를 적용한 경우의 제안식에 의한 예측값이 실측값과 잘 일치하였다. 따라서, 보정계수는 벽체 형상비나 벽면마찰각의 크기와 상관없이 如= 1.2 를 적용하는 것이 적절한 것으로 판단되며, 이 때 극한 평형 해석법에 근거하여 제안된 토압공식은 실측값과 잘 일치하는 것을 확인하였다.
정수압 측정 결과 그림 6과 같이 이론값과 실측값이 거의 일치함을 알 수 있었다. 따라서, 제작된 모형실험 장치는 모형 벽체에 작용하는 하중을 정확히 측정하는 것을 확인하였다.
(6) 극한평형법에 근거하여 흙의 미소 수평 요소에서의 힘의 평형관계를 실제적으로 고려하고 수평방향 및 연직 방향 아칭효과를 고려할 수 있는 새로운 토압공식을 수정 제안하였다. 제안식은 벽체 형상비 및 벽면마찰의 영향을 적절히 고려하고 있으며, 모형실험 결과와 비교한 결과 보정계수 0= 1.2를 적용한 경우의 제안식에 의한 예측값은 실측값과 잘 일치하였다.
벽체 반경이 감소할수록, 즉 벽체 형상비가 증가할수록 벽체로부터 지표면 파괴면까지의 거리는 감소하는 경향을 보이고 있으며 대략 벽체반경과 근사한 거리임을 알 수 있다. 파괴면 형상은 곡선형태를 보여 활동토체의 체적은 45° + 씨2 파괴면을 갖는 경우보다 작은 것으로 나타났다. 그러나, 그림 17 및 18과 같이 벽체 높이가 낮을수록, 즉 벽체 형상비가 작을수록 파괴면 형상의 차이에서 오는 활동토체의 체적의 차이는 감소함을 알 수 있다.
알 수 있었다. 파괴면 형상은 곡선형태를 보여 활동토체의 체적은 수평면과 45° + 切2의 각도를 이루는 파괴면을 갖는 경우보다 작은 것으로 나타났다. 그러나, 파괴면 형상비가 클수록 파괴면 형상의 차이에서 오는 활동토체의 체적의 차이는 감소함을 알 수 있었다.
후속연구
그러나, 이러한 원통형벽체에 대하여 제안된 토압 산정 공식이 적용되기 위해서는 예측된 토압분포의 신뢰성에 대한 검증이 필요하다. 벽체 변위에 따른 토압분포에 대한 연구방법에는 유한요소해석과 같은 수치해석법과 모형실험이나 현장계측을 통한 경험적인 방법이 있다.
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