본 연구에서는 기존에 제안된 각 연구자들의 치환심도 산정식을 고찰하고, 이를 토대로 영향인자를 고려한 수정식을 제안하였으며, 제안된 수정식을 국내 대표적인 강제치환 시공 사례지역인 남해안 광양만일대(여천, 율촌, 광양)의 시공사례에 적용하여 국내지반에서의 적용성을 조사하여 보았다. 또한 지반조사 결과를 바탕으로 산정된 수정성토하중과 극한지지력의 관계로부터 수정지지력계수를 결정하였으며, 결정된 수정지지력계수를 적용하여 치환심도를 예측하였다. 그리고 율촌, 여천지역의 시공시 각 영향인자별 상관성 분석을 통한 상호관계를 유도함으로서 인접지역 또는 유사지 역에서 치환심도를 예측할 수 있는 경험적 인 치환심도 예측기법을 제안하였고, 제안된 경험식을 광양지 역에 적용한 결과 예측결과는 실제 치환심도와 매우 근사한 결과를 나타내었다.
본 연구에서는 기존에 제안된 각 연구자들의 치환심도 산정식을 고찰하고, 이를 토대로 영향인자를 고려한 수정식을 제안하였으며, 제안된 수정식을 국내 대표적인 강제치환 시공 사례지역인 남해안 광양만일대(여천, 율촌, 광양)의 시공사례에 적용하여 국내지반에서의 적용성을 조사하여 보았다. 또한 지반조사 결과를 바탕으로 산정된 수정성토하중과 극한지지력의 관계로부터 수정지지력계수를 결정하였으며, 결정된 수정지지력계수를 적용하여 치환심도를 예측하였다. 그리고 율촌, 여천지역의 시공시 각 영향인자별 상관성 분석을 통한 상호관계를 유도함으로서 인접지역 또는 유사지 역에서 치환심도를 예측할 수 있는 경험적 인 치환심도 예측기법을 제안하였고, 제안된 경험식을 광양지 역에 적용한 결과 예측결과는 실제 치환심도와 매우 근사한 결과를 나타내었다.
Based on the previous studies proposed by many researchers about the evaluation method of replacement depth, a modified formula which incorporates the effect factors such as embanked height and load, replacement depth, cohesive force of original ground and unit weight of embankment etc, was suggeste...
Based on the previous studies proposed by many researchers about the evaluation method of replacement depth, a modified formula which incorporates the effect factors such as embanked height and load, replacement depth, cohesive force of original ground and unit weight of embankment etc, was suggested in this study. The new proposed formula was applied in the three construction sites of Kwangyang-Bay Area (Yeocheon, Youlchon, and Kwangyang) constructed by the compulsion replacement method. The application of the new method was investigated through these case studies in domestics. A modified bearing capacity parameter was estimated form the relationship of modified embankment loading and ultimate bearing capacity resulted from the site investigation, and the replacement depth was predicted by using this parameter. In addition, through the relationship analyses between each effect factors to the replacement depth in two areas, Yeocheon and Youlchon, an empirical prediction method which can evaluate the replacement depth in adjoining area was proposed. The predicted value obtained by new method is approximately similar to the measured replacement depth in Kwangyang area.
Based on the previous studies proposed by many researchers about the evaluation method of replacement depth, a modified formula which incorporates the effect factors such as embanked height and load, replacement depth, cohesive force of original ground and unit weight of embankment etc, was suggested in this study. The new proposed formula was applied in the three construction sites of Kwangyang-Bay Area (Yeocheon, Youlchon, and Kwangyang) constructed by the compulsion replacement method. The application of the new method was investigated through these case studies in domestics. A modified bearing capacity parameter was estimated form the relationship of modified embankment loading and ultimate bearing capacity resulted from the site investigation, and the replacement depth was predicted by using this parameter. In addition, through the relationship analyses between each effect factors to the replacement depth in two areas, Yeocheon and Youlchon, an empirical prediction method which can evaluate the replacement depth in adjoining area was proposed. The predicted value obtained by new method is approximately similar to the measured replacement depth in Kwangyang area.
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문제 정의
기존의 치환심도 예측기법의 문제점을 보완하고자 본 연구에서는 대상지반의 공학적 특성과 시공조건에 대한 영향인자를 고려하기 위해 지반강도정수 및 해수면 존재의 고려여부에 따라 수정식을 제안하였다. 지반의 점착력은 깊이에 따라 幻의 비로 증가하므로 식 (9)와 같이 표현할 수 있다.
특히, 정확한 치환심도를 예측하는 것은 설계 파라미터 중 가장 중요한 요소임에도 불구하고 현재까지 정확한 이론적 산정기법이 적립되어있지 않은 상태로 많은 문제점이 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존에 적용되고 있는 강제치환 심도산정 기법에 영향인자를 고려한 수정식을 제안하고, 제안식의 적용성을 사례지역을 대상으로 살펴본다. 또한, 시공시 각 영향인자와 치환심도와의 상호관계를 유도하여 인접지역 또는 유사한 토질특성을 가진 지반에서의 치환심도 예측법을 제시하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 기존에 적용되고 있는 강제치환 심도산정 기법에 영향인자를 고려한 수정식을 제안하고, 제안식의 적용성을 사례지역을 대상으로 살펴본다. 또한, 시공시 각 영향인자와 치환심도와의 상호관계를 유도하여 인접지역 또는 유사한 토질특성을 가진 지반에서의 치환심도 예측법을 제시하고자 한다.
본 절에서는 기존의 제안식들에 상기의 영향인자를 고려한 치횐심도 계산식을 제안하였다. 먼저, Terzaghi (1943)의 지.
제안 방법
Terzaghi(1943)의 극한지지력 공식에 지반조사 결과를 바탕으로 Boussincsq(1866)의 성토하중 계산법을 기본으로 제안한 수정성토하중 계산법 식 (18)을 이용하 여, 队=戶3관계를 분석하였다.
두 방법 모두 축조하중과 축조고 산정시 실제치환심도(Dz)가 포함된 결과로 유도 돤 예측심도이다. 따라서 실제치환심도를 알지 못할 경우에 치환심도 예측이 불가능한 모순을 가지고 있어, 원 지반심도와 치환심도의 상관관계를 적용하여 치환심도를 예측하였다.
본 연구에서는 광양만지역의 3개 현장의 강제 치환 시공사례를 바탕으로 기존에 치환심도산정을 위해 제안된 기법들을 응용. 적용하여 현장조사를 통해 확인된 치환심도와 비교분석을 실시하였으며, 강제치환 시공 시 각각의 영향인자에 따른 상관관계를 분석한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.
본 연구에서는 광양만지역의 3개 현장의 강제 치환 시공사례를 바탕으로 기존에 치환심도산정을 위해 제안된 기법들을 응용. 적용하여 현장조사를 통해 확인된 치환심도와 비교분석을 실시하였으며, 강제치환 시공 시 각각의 영향인자에 따른 상관관계를 분석한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.
본 연구의 대상지역은 과거에 강제치환 공법을 대규모로 시행한 바 있는 국내 남해안 광양만에 위치한 3개 지역으로 하였다. 편의상 인접지역의 지명을 이용해 광양, 여천, 율촌지역으로 분류하였으며, 본 지역의 토질 특성 및 시공특성은 표 1 및 표 2와 같다.
대상 데이터
본 연구의 대상지역은 과거에 강제치환 공법을 대규모로 시행한 바 있는 국내 남해안 광양만에 위치한 3개 지역으로 하였다. 편의상 인접지역의 지명을 이용해 광양, 여천, 율촌지역으로 분류하였으며, 본 지역의 토질 특성 및 시공특성은 표 1 및 표 2와 같다.
성능/효과
(1) 본 연구대상지역의 시공사례를 바탕으로 기존의 각 연구자들이 제안한 경험적인 치환심도 예측기법과 지지력공식을 이용한 예측 기법을 이용하여 치환심도를 예측하여, 현장 조사를 통해 확인된 치환심도와 비교 분석한 결과 기존의 제안된 예측기법은 실제 치환 심도와 큰 차이를 보여 본 연구대상지반에 서는 적합한 기법이 되지 못했다.
(2) 수정성토하중(P3)-극한지지력 관계를 통해 광양만 지역의 지지력계수는 5.667로 산정되었다. 이는 기존의 Terzaghi & Peck(1943) 이 제안한 점성토지반 의 지지력계수0c) 5.
(3) Terzaghi & Peck(1943)의 지지력공식을 바탕으로 수정 지지력계수를 이용하여 치환심도를 예측한 결과 실제치환심도와 큰 차이를 보였다. 이는 앞서 실시한 지지력공식을 이용한 예측과 유사한 결과로 강제치환심도 산정에 있어 지지력공식을 이용한 치환심도 예측은 부적절하며, 각 지역의 특성을 고려한 경험적인 예측기법이 타당하다고 판단된다.
(4) 상관관계 분석을 통해 강제치환 시공시 축조고(H) 는 치환심도와 상호관계를 찾아볼 수 없으며, 수정 축조고와 수정성토하중(P3)은 치환심도와의 관계는 직선적인 상호관계를 보였다.
(5) 율촌, 여천지역의 상관관계 분석을 통해 연약층심도-치환심도의 관계에서 원지 반심도를 고려한 경험식을 얻을 수 있었다. 제안된 경험식을 이용하여 광양지역에 적용한 결과 예측 결과는 실제 치환심도와 매우 근접한 결과를 얻었다.
그림 6은 Timoshenko & 아oodier(1951)의 공식을 바탕으로 해수면의 영향과 지반의 강도증가율을 고려하여 제안한 수정식을 이용하여 치환심도를 예측한 결과이다. 성토하중 계산시 해수면 고려여부에 따라 예측결과는 상반된 결과를 나타냈으며, 해수면을 고려하지 않았을 경우 예측값이 실제치환심도와 근접한 경향도 보였으나 전체적으로 결과의 분산이 크며, 과소 평가되는 것으로 나타났다.
대상지반의 지지력계수를 새로 산정하여 如 의 관계로 만들어 적용하였음에도 불구하고 실제치환심도와 근접하지 못한 결과를 나타냈다. 이러한 결과로 미루어볼 때 지지력공식을 이용한 치환심 도 예측방법은 강제치환의 심도산정에 있어서 그 한계가 있다고 사료되며, 본 연구대상 지반에서의 적용성을 고려해볼 때 상관관계를 이용한 경험적인 예측방법이 보다 효율적인 방법이라 판단된다.
(5) 율촌, 여천지역의 상관관계 분석을 통해 연약층심도-치환심도의 관계에서 원지 반심도를 고려한 경험식을 얻을 수 있었다. 제안된 경험식을 이용하여 광양지역에 적용한 결과 예측 결과는 실제 치환심도와 매우 근접한 결과를 얻었다.
그림 13의 수정축조고와 치환심도의 관계는 그림 12T 축조고(H)와 치환심도(玖)와의 관계와 대조적으로 분산이 매우 작은 직선적인 관계를 보이고 얏1다. 즉, 강 제치환 시공시 치환심도는 축조고(H)와의 관계는 무관하고 수정축조고(H+d)와 밀접한 상호관계를 가지고 있는 것으로 나타났다. 공법의 특성상 성토재료가 연속적으로 투기되어 하부로 밀려들어감에 따라 원지반 표 층과 제체 상부까지의 높이인 축조고(H)는 일정한 반면에 치환심도(以)는 축조고(H)와 관계없이 증가하므로 축조고는 치환심도와는 무관하다.
후속연구
본 연구는 특정 지역에 국한되어 실시된 연구로서 토질 특성과 지역적 특성이 다른 지역에서 검증되지 않은 기법이다. 따라서 국내 토질 조건에 적합한 강제치환심도도 예측기법을 개발을 위해서는 향후 충분한 자료의 축적과 지속적인 연구가 진행되어야 될 것으로 사료된다.
삼중엔지니어링 (1998. 6), 여천국가산업단지 확장단지 제2공구 조성공사 중 확인보링 및 토질조사 보고서
Terzaghi, K. (1943), Theoretical Soil Mechanics, John Wiley & Sons, New York, pp.265-296
Timoshenko S.P., Goodier J.N. (1951), Theory of Elasticity, McGraw-Hili, New York
Weber Jr. E. G. (1952), Construction of a fill by a mud displacement method, VoI.41, Highway research proceeding, pp.591-610
Yashuhara. K. and Tsukamoto, Y. (1982), 'A rapid banking method using the resinous mesh on soft reclained land', 2nd International Conference on Geotextiles, Las Vegas, U.S.A, pp.635-640
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