자중에 의한 토압은 일반적으로 깊이에 따라 선형비례하여 증가되지만, 상재하중에 의해 발생되는 토압은 분포형태와 지반상태 및 경계조건에 따라 다르게 분포한다. 본 연구에서는 변위가 구속된 강성벽체에 연직상재하중에 의한 토압분포를 실험적으로 연구하기 위하여 실내모형토조[30 cm(폭) ${\times}$ 110 cm(길이) ${\times}$ 88 cm(높이)]에 각 2개의 로드셀이 배치된 8개의 토압판으로 구성된 강성벽체를 설치하여 연직상재하중의 크기와 위치(벽체에서 이격거리)를 변화시켜 가면서 토압분포와 토압의 영향범위를 관찰하였다. 실험결과, 연직상재하중에 의해 발생되는 수평토압은 일정위치에서 최대값을 보이고 깊어질수록 감소하여 한계깊이를 초과하면 무시할 만큼 작아졌다. 수평토압이 최대가 되는 깊이와 한계깊이는 연직상재하중의 크기와는 무관하게 벽체와의 이격거리에 따라 다르게 나타났다.
자중에 의한 토압은 일반적으로 깊이에 따라 선형비례하여 증가되지만, 상재하중에 의해 발생되는 토압은 분포형태와 지반상태 및 경계조건에 따라 다르게 분포한다. 본 연구에서는 변위가 구속된 강성벽체에 연직상재하중에 의한 토압분포를 실험적으로 연구하기 위하여 실내모형토조[30 cm(폭) ${\times}$ 110 cm(길이) ${\times}$ 88 cm(높이)]에 각 2개의 로드셀이 배치된 8개의 토압판으로 구성된 강성벽체를 설치하여 연직상재하중의 크기와 위치(벽체에서 이격거리)를 변화시켜 가면서 토압분포와 토압의 영향범위를 관찰하였다. 실험결과, 연직상재하중에 의해 발생되는 수평토압은 일정위치에서 최대값을 보이고 깊어질수록 감소하여 한계깊이를 초과하면 무시할 만큼 작아졌다. 수평토압이 최대가 되는 깊이와 한계깊이는 연직상재하중의 크기와는 무관하게 벽체와의 이격거리에 따라 다르게 나타났다.
Earth pressure due to gravity generally increases linearly with the depth, but the distribution of earth pressure due to surface load depends on the loading condition, the ground condition, and the boundary condition. In this study, the earth pressure on a rigid wall due to the vertical surface load...
Earth pressure due to gravity generally increases linearly with the depth, but the distribution of earth pressure due to surface load depends on the loading condition, the ground condition, and the boundary condition. In this study, the earth pressure on a rigid wall due to the vertical surface load was measured in experiments. Rigid wall was built in the model test box, and it was filled with homogeneous sandy ground (width 30 cm, height 88 cm, length 110 cm). Rigid wall was composed of 8 segments, which were tested on the two load cells. In the tests, we observed the distribution of the earth pressure on the rigid wall depending on the vertical surface load and it's location. According to the test results, the lateral earth pressure due to the vertical surface load showed its maximum value at a constant depth and decreased with the depth, to the negligible value at the critical depth. The critical depth and the depth at which lateral earth pressure reaches its maximum were not decided by the magnitude of the vertical surface load. They were dependant on the distance from the rigid wall.
Earth pressure due to gravity generally increases linearly with the depth, but the distribution of earth pressure due to surface load depends on the loading condition, the ground condition, and the boundary condition. In this study, the earth pressure on a rigid wall due to the vertical surface load was measured in experiments. Rigid wall was built in the model test box, and it was filled with homogeneous sandy ground (width 30 cm, height 88 cm, length 110 cm). Rigid wall was composed of 8 segments, which were tested on the two load cells. In the tests, we observed the distribution of the earth pressure on the rigid wall depending on the vertical surface load and it's location. According to the test results, the lateral earth pressure due to the vertical surface load showed its maximum value at a constant depth and decreased with the depth, to the negligible value at the critical depth. The critical depth and the depth at which lateral earth pressure reaches its maximum were not decided by the magnitude of the vertical surface load. They were dependant on the distance from the rigid wall.
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문제 정의
벽체에 작용하는 토압은 상재하중의 위치에 따라서 크기가 변하게 되기 때문에 상재하중으로 인하여 발생되는 토압이 벽체와의 이격거리에 따라서 벽체 전체에 작용하는 총 토압이 동일하지 않다. 따라서 본 연구에서는 상재하중의 크기별로 이격거리가 멀어지면서 변화되면서 발생되는 벽체에 작용하는 총 토압의 변화를 관찰하였다. 그림 11은 상재하중 크기별로 이격거리에 따른 총 토압변화량을 나타낸 것으로 상재하중이 이격거리가 멀어지면서 변화되는 총 토압이 감소되는 양상으로 실내모형실험과 Spangler의 경험식 모두에서 유사한 경향으로 나타났다.
본 연구에서는 변위가 구속된 강성벽체에 상재하중 크기와 벽체와의 이격거리에 따른 토압 변화를 실내모형실험을 수행하여 Spangler 경험식과 비교･검토 하였다. 실내모형토조에 균질한 모래지반을 조성하고 강성벽체를 설치한 후 상재하중의 크기와 벽체와의 이격거리를 변화시켜 가면서 토압분포, 영향범위를 관찰하였다.
본 연구에서는 변위가 허용되지 않는 강성벽체에 연 직상재하중(이하 상재하중)이 작용할 경우벽체에 작용 하는 수평토압분포(이하 토압분포)를 확인하기 위하여 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험은 상재하중의 크기와 벽체와의 이격거리에 따라 변하는 토압분포, 크기 및 상재하중에 의한 영향범위를 관찰한 실험결과 와 Spangler(1982)가 제시한 경험식과 상재하중에 의한 토압분포 및 크기, 영향범위를 비교･검토하였다.
본 연구에서는 상재하중으로 인해 강성벽체에 발생되는 토압 분포를 알아보고자 상재하중과 벽체와의 이격 거리를 변화시켜가면서 실내모형실험을 수행하였다. 이를 위하여 실내모형토조(그림 3)는 30cm(폭)×110cm(길이)×88cm(높이)의 규모로 제작하였으며, 강성벽체의 깊이별 토압변화를 관찰하기 위해 무게가 가볍고 강성이 큰 8개의 베이크라이트판에 각 2개의 수평토압 측정용 Load cell을 배치하였다.
이 때의 깊이를 한계깊이라고 볼 수 있다. 본 연구에서는 상재하중의 크기와 이격거리와 는 무관하게 토압의 크기가 일정하게 되는 한계깊이를 알아보기 위하여 그림 10과 같이 상재하중의 크기와 이 격거리에 따른 깊이별 토압을 나타내 보았다. 실험결과, 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 W30의 경우는 SN 4, W80의 경우는 SN 5, 그리고 W120의 경우에서는 SN 6 위치에서 한계깊이가 나타나 상재하중의 크기에 따라서 한계깊이가 다르게 나타났다.
가설 설정
그러나 Spangler(1982)는 실제결과를 바탕으로 구형하중을 고려 할 수 있는 경험식을 제안하였다. Boussinesq는 흙이 탄성적(Elastic)이고, 균질(Homogeneous)하고, 등방성(Isotropic)이며, 그리고 Hooke의 법칙을 따른다는 등의 가정을 바탕으로 하여 흙의 한 요소에 작용하는 수평응력(Lateral pressure)과 수직응력(Vertical stress)을 계산하였다. 구형 하중에 의한 수직 및 수평응력은 점하중을 구형의 가로 와 세로 방향의 길이에 따라 적분하여 구하여진다.
제안 방법
강성벽체의 실험 중 변위 발생 여부를 벽체에 설치된 LVDT를 통해 확인하면서 실험을 수행한다. 실험과정은 크게 지반조성과정, 상재하중재하, 토압측정으로 나누어 진다.
(5) 상재하중의 크기가 증가되고 이격거리가 변화되더라도 토압의 크기가 더 이상 변하지 않고 일정하게 측정되는 한계깊이는 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 W30의 경우는 SN 4, W80의 경우는 SN 5, 그리고 W120의 경우에서는 SN 6 위치에서 한계 깊이가 나타나 상재하중의 크기에 따라서 한계깊이가 다르게 나타났다. 그러나 본 연구에서는 상재하중의 크기와 이격거리와는 무관하게 토압이 일정하게 되는 한계깊이를 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 SN 7(3/4h) 지점을 한계깊이로 판단하였다.
마찰을 줄이기 위해 지반과 아크릴판 사이에 유리판을 부착하였고, 모형지반에 의한 실내 모형실험기의 변형을 방지하기 위하여 외부에 16mm×80mm의 평철(steel flatbars)을 이용한 프레임으로 단단히 구속하였다(그림 4).
8%로 조밀한 상태로 나타났으며, 통일분 류법에 의해 분류해보면 세립자가 적고 입도가 불량한 모래(SP)이다. 모형시험에 사용한 지반의 강도정수는 조 성지반의 상대밀도와 동일하게 공시체를 만들어서 변형률 제어방식(strain control)으로 직접전단시험을 실시하여 구하였다. 시험결과 모형지반의 단위중량은 16.
모형지반은 균질하고 상대밀도가 일정한 지반을 조성하기 위하여 시료 낙하높이와 시료양을 일정하게 유지 시킬 수 있는 샌드커튼(Sand Curtain) 방식의 강사기를 이용해 지반을 조성하였다. 조성된 지반의 상대밀도는 알루미늄 캔을 이용하여 시료를 채취해 확인하였으며, 물리적 및 역학적 특성을 알아보았다.
이를 위하여 실내모형토조(그림 3)는 30cm(폭)×110cm(길이)×88cm(높이)의 규모로 제작하였으며, 강성벽체의 깊이별 토압변화를 관찰하기 위해 무게가 가볍고 강성이 큰 8개의 베이크라이트판에 각 2개의 수평토압 측정용 Load cell을 배치하였다. 상재하중은 30kgf, 80kgf, 120kgf 의 세 가지 크기로 강재 재하구조물(그림 6)을 사용하였고, 벽체와의 이격거리는 7.5cm씩 5단계로 하였다.
본 연구에서는 변위가 허용되지 않는 강성벽체에 연 직상재하중(이하 상재하중)이 작용할 경우벽체에 작용 하는 수평토압분포(이하 토압분포)를 확인하기 위하여 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험은 상재하중의 크기와 벽체와의 이격거리에 따라 변하는 토압분포, 크기 및 상재하중에 의한 영향범위를 관찰한 실험결과 와 Spangler(1982)가 제시한 경험식과 상재하중에 의한 토압분포 및 크기, 영향범위를 비교･검토하였다.
본 연구에서는 변위가 구속된 강성벽체에 상재하중 크기와 벽체와의 이격거리에 따른 토압 변화를 실내모형실험을 수행하여 Spangler 경험식과 비교･검토 하였다. 실내모형토조에 균질한 모래지반을 조성하고 강성벽체를 설치한 후 상재하중의 크기와 벽체와의 이격거리를 변화시켜 가면서 토압분포, 영향범위를 관찰하였다. 연구결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.
강성벽체의 실험 중 변위 발생 여부를 벽체에 설치된 LVDT를 통해 확인하면서 실험을 수행한다. 실험과정은 크게 지반조성과정, 상재하중재하, 토압측정으로 나누어 진다. 모형실험은 다음의 과정을 통해 진행되었다.
연직상재하중용 재하구조물은 판형강재를 이용하여 30kgf, 80kgf, 120kgf의 3가지 크기로 제작하였고, 강판 과 강판사이에는 강봉을 삽입하여 상부하중이 지표면에 고르게 등분포하중으로 작용할 수 있도록 하였으며, 하부에는 지반의 내부마찰각과 유사한 마찰각을 되도록 Sand Paper(샌드페이퍼 #24번)를 부착하였다.
연직상재하중의 재하위치는 그림 7과 같이 W30, W80, W120의 3가지 크기로 연직상재하중을 각각 강성벽체 토압판 한 개의 길이(7.5cm)를 기준으로 1.0D(7.5cm)씩 5D까지 5단계로 변화시켰다.
이를 위하여 실내모형토조(그림 3)는 30cm(폭)×110cm(길이)×88cm(높이)의 규모로 제작하였으며, 강성벽체의 깊이별 토압변화를 관찰하기 위해 무게가 가볍고 강성이 큰 8개의 베이크라이트판에 각 2개의 수평토압 측정용 Load cell을 배치하였다.
조성된 지반의 상대밀도는 알루미늄 캔을 이용하여 시료를 채취해 확인하였으며, 물리적 및 역학적 특성을 알아보았다. 조성된 모형지반의 물리적 특성을 알아보기 위하여 표 1과 같이 입도분포시험(KS F 2301), 최대･최소 건조단위중량시험(DIN 18126), 비중시험(KS F 2343) 등의 기본물성 시험을 수행하여 확인하였으며 그 결과는 표 1 및 그림 2와 같다. 상대밀도는 74.
모형지반은 균질하고 상대밀도가 일정한 지반을 조성하기 위하여 시료 낙하높이와 시료양을 일정하게 유지 시킬 수 있는 샌드커튼(Sand Curtain) 방식의 강사기를 이용해 지반을 조성하였다. 조성된 지반의 상대밀도는 알루미늄 캔을 이용하여 시료를 채취해 확인하였으며, 물리적 및 역학적 특성을 알아보았다. 조성된 모형지반의 물리적 특성을 알아보기 위하여 표 1과 같이 입도분포시험(KS F 2301), 최대･최소 건조단위중량시험(DIN 18126), 비중시험(KS F 2343) 등의 기본물성 시험을 수행하여 확인하였으며 그 결과는 표 1 및 그림 2와 같다.
즉, 결과만을 놓고 보면 상재하중의 크기가 증가됨에 따라서 한계깊이가 깊어지는 것으로 판단할 수 있지만 한계깊이는 어떤 상재하중 조건에서도 토압이 변하지 않고 일정 하게되는 깊이로 정의할 수 있기 때문에 본 연구에서는 상재하중의 크기와 이격거리와는 무관하게 토압이 일정 하게 되는 한계깊이를 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 SN 6(3/4h)지점을 한계깊이로 판단하였다.
대상 데이터
실내 모형토조는 30cm(폭) × 110cm(길이) × 88cm(높이)의 크기로 제작하였으며, 벽체는 실험의 전 과정을 외부에서 관찰할 수 있도록 투명 아크릴판을 이용하여 제작하였다.
실험에 사용된 강성벽체는 그림 5와 같이 무게가 가볍고 강성이 큰 베이크라이트(E=147,000kgf/cm2, EI=159 kgf . cm2)로 제작하였고, 30cm×7.5cm×1.5cm(폭×높이× 두께)의 크기의 분리된 8개의 토압판(Segment)에 각 2개의 Load cell을 설치하여 깊이에 따른 토압을 측정할 수 있도록 하였다.
성능/효과
(1) 지반자중에 의한 토압분포는 이론식과 유사하게 토피고에 선형비례하는 분포를 보였다. 상재하중으로 인해 발생되는 토압의 분포, 영향범위는 상재하중의 크기와는 무관하게 벽체와의 이격거리에 따라 토압 분포에 큰 차이를 보였다.
(2) 최대 수평토압 발생 위치가 실내모형실험에서는 벽체높이 1/4h 깊이에서, Spangler 경험식에서는 1/8h 깊이에서 상재하중의 크기와는 무관하게 이격거리 1D 위치에서 측정되었으며, 벽체와의 거리가 멀어지고 깊이가 깊어질수록 토압이 급격히 줄어들고 한계깊이를 초과하면 무시할 만큼 작아졌다.
(3) 이격거리 1D의 위치에서 최대토압이 발생된 이유는 상재하중의 위치가 파괴영역 내에 있기 때문이며, 이후 이격거리가 멀어지면서 토압이 급격하게 감소하는 이유는 상재하중의 위치가 파괴영역 밖으로 벗어나기 때문인 것으로 판단된다.
(4) 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 벽체와 가장 가까운 1D 위치에서 최대토압 발생 후 이격거리가 멀어지면서 급격히 감소하였고, 3D 위치에서 부터는 완만하게 감소하다가 5D 위치에서는 무시할 만큼 작아졌다.
(5) 상재하중의 크기가 증가되고 이격거리가 변화되더라도 토압의 크기가 더 이상 변하지 않고 일정하게 측정되는 한계깊이는 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 W30의 경우는 SN 4, W80의 경우는 SN 5, 그리고 W120의 경우에서는 SN 6 위치에서 한계 깊이가 나타나 상재하중의 크기에 따라서 한계깊이가 다르게 나타났다. 그러나 본 연구에서는 상재하중의 크기와 이격거리와는 무관하게 토압이 일정하게 되는 한계깊이를 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 SN 7(3/4h) 지점을 한계깊이로 판단하였다.
(6) 상재하중이 이격거리가 멀어지면서 변화되는 총 토압의 변화량과 감소폭이 실내모형실험에 비해 Spangler의 경험식에서 더 크게 나타났다. 이는 실내모형실험과 Spangler의 경험식 모두 한계깊이에서 토압의 크기가 유사한데 비해 최대토압의 크기에서 차이가 나기 때문인 것으로 판단된다.
그림 11은 상재하중 크기별로 이격거리에 따른 총 토압변화량을 나타낸 것으로 상재하중이 이격거리가 멀어지면서 변화되는 총 토압이 감소되는 양상으로 실내모형실험과 Spangler의 경험식 모두에서 유사한 경향으로 나타났다. 그러나 1D 위치에서의 총 토압은 실내모형실험과 Spangler의 경험식 모두 거의 유사하였으나 벽체와의 이격거리가 멀어지면서 실내모형실험에 비해 Spangler의 경험식에서 총 토압의 변화량이 더 큰 것으로 나타났다. 그림 12는 이격거리에 따른 총 토압의 변화량을 1D를 기준으로 이격거리에 따른 토압감소량으로 환산하여 나타낸 것으로 벽체와의 이격거리가 멀어지면서 그림 11과 동일하게 실내모형실험에 비해 Spangler의 경험식에서 이격거리가 변화되면서 발생하는 토압의 감소폭이 더 크게 나타났다.
실험결과, 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 W30의 경우는 SN 4, W80의 경우는 SN 5, 그리고 W120의 경우에서는 SN 6 위치에서 한계깊이가 나타나 상재하중의 크기에 따라서 한계깊이가 다르게 나타났다. 두 결과 모두에서 나타난 것처럼 상재하중 크기와 이격거리에 따라서 한계깊이가 달라지는 것으로 나타나 상재하중의 크기가 실험하중보다 더 큰 상재하중이 놓여지게 되면 한계깊이가 더 깊어질 수 있는 개연성은 충분히 있다. 즉, 결과만을 놓고 보면 상재하중의 크기가 증가됨에 따라서 한계깊이가 깊어지는 것으로 판단할 수 있지만 한계깊이는 어떤 상재하중 조건에서도 토압이 변하지 않고 일정 하게되는 깊이로 정의할 수 있기 때문에 본 연구에서는 상재하중의 크기와 이격거리와는 무관하게 토압이 일정 하게 되는 한계깊이를 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 SN 6(3/4h)지점을 한계깊이로 판단하였다.
본 연구에서는 지반을 균질하게 조성할 수 있는 사질 토지반으로 조성하여 실험을 수행하여 상재하중 크기와 이격거리에 따른 강성벽체의 토압분포가 유사한 분포를 보이고 있음을 실내모형실험과 Spangler 경험식을 비교· 검토한 결과로부터 확인할 수 있었다.
(1) 지반자중에 의한 토압분포는 이론식과 유사하게 토피고에 선형비례하는 분포를 보였다. 상재하중으로 인해 발생되는 토압의 분포, 영향범위는 상재하중의 크기와는 무관하게 벽체와의 이격거리에 따라 토압 분포에 큰 차이를 보였다.
실험결과, 그림 8은 실내모형실험과 Spangler 경험식 수평토압분포를 나타낸 것으로 지반 자중에 의한 토압 분포는 이론식과 유사하게 토피고에 선형비례하는 분포를 보였다. 상재하중으로 인해 발생되는 토압의 분포와 크기 및 영향범위는 상재하중의 크기가 증가되므로 인해서 발생되는 토압 외에 상재하중의 크기에는 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며, 상재하중이 위치한 벽체와의 이격거리에 따라 토압분포 및 영향범위에 큰 차이를 보여 이격거리에 따라서 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.(그림 8) 지반자중을 제외한 상재하중 만으로 발생되는 수평토압의 분포와 영향범위를 알아보기 위하여 그림 9와 같이 깊이에 따른 토압 증가율로 나타내보면, 실내 모형실험에서는 상재하중의 크기와는 무관하게 벽체높이 1/4h 깊이에서, Spangler 경험식에서는 1/8h 깊이에서 상재하중이 1D 위치에 있을 경우에 실내 모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 최대토압이 발생하였다.
시험결과 모형지반의 단위중량은 16.9kN/m3, 내부마찰각은 37.5°, 점착력은 0kN/m2로 나타났다.
본 연구에서는 상재하중의 크기와 이격거리와 는 무관하게 토압의 크기가 일정하게 되는 한계깊이를 알아보기 위하여 그림 10과 같이 상재하중의 크기와 이 격거리에 따른 깊이별 토압을 나타내 보았다. 실험결과, 실내모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 W30의 경우는 SN 4, W80의 경우는 SN 5, 그리고 W120의 경우에서는 SN 6 위치에서 한계깊이가 나타나 상재하중의 크기에 따라서 한계깊이가 다르게 나타났다. 두 결과 모두에서 나타난 것처럼 상재하중 크기와 이격거리에 따라서 한계깊이가 달라지는 것으로 나타나 상재하중의 크기가 실험하중보다 더 큰 상재하중이 놓여지게 되면 한계깊이가 더 깊어질 수 있는 개연성은 충분히 있다.
(그림 8) 지반자중을 제외한 상재하중 만으로 발생되는 수평토압의 분포와 영향범위를 알아보기 위하여 그림 9와 같이 깊이에 따른 토압 증가율로 나타내보면, 실내 모형실험에서는 상재하중의 크기와는 무관하게 벽체높이 1/4h 깊이에서, Spangler 경험식에서는 1/8h 깊이에서 상재하중이 1D 위치에 있을 경우에 실내 모형실험과 Spangler 경험식 모두에서 최대토압이 발생하였다. 최대토압이 발생하였으며 벽체와의 거리가 멀어지고, 깊이가 깊어질수록 토압이 급격히 감소하여 한계 깊이를 초과하면 무시할 만큼 작아졌다. 그러나 최대토압 발생 후 깊이가 깊어지면서 감소된 토압의 크기가 상 재하중의 크기와는 무관하게 실내모형실험에서는 5D 위치에서의 최하부 토압과 유사하게 나타났지만 Spangler 경험식에서는 최하부의 토압도 1D 위치에서의 토압이 가장 크게 나타났다.
후속연구
그러나 실내모형실험을 통하여 상재하중 크기와 이격거리와는 무관하게 일정 깊이에서 최대토압이 발생한 부분, 한계깊이를 관찰할 수 있었던 부분, 한계깊이 이후의 수평 토압이 상재하중의 크기와 이격거리와 무관하게 모두 일정하게 수렴하였던 부분, 그리고 이격거리가 멀어지고 상재하중의 크기가 클수록 이격거리가 멀어지면서 수평 토압의 감소폭이 더 커진다는 사실을 실험적으로 규명 하였다는 것은 매우 고무적인 결과라 생각된다. 그러나 이러한 결과는 지반상태, 경계조건 등의 많은 변수에 의해 달라 질 수 있으므로 향후에 다양한 추가 연구와 지속적인 연구가 필요하다. 또한 추가 연구 결과를 바탕으로 기존 옹벽 배면에 추가하중이나 새로운 옹벽과 배면에 구조물 계획되어 진다면 설계 시 이격거리를 고려해서 수평토압을 옹벽설계에 반영해야 할 것으로 사료된다
”고 하였다. 그러나 이러한 토압이론식은 조건에 따라 토압의 차이가 크고 토압을 적용하기가 어려워 일부 제한적으로만 적용하고 있어 외부조건에 따른 토압분포에 대한 연구가 미흡하여 추가적인 연구가 필요하다.
그러나 이러한 결과는 지반상태, 경계조건 등의 많은 변수에 의해 달라 질 수 있으므로 향후에 다양한 추가 연구와 지속적인 연구가 필요하다. 또한 추가 연구 결과를 바탕으로 기존 옹벽 배면에 추가하중이나 새로운 옹벽과 배면에 구조물 계획되어 진다면 설계 시 이격거리를 고려해서 수평토압을 옹벽설계에 반영해야 할 것으로 사료된다
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고전적인 의미에서 토압은?
최근 토지의 효율적인 확보를 위해 토목구조물 시공 시 당면하게 되는 토압으로 인한 벽체의 안정성 확보는 매우 중요한 관심사 중에 하나이며 토압과 벽체의 안정성은 매우 밀접한 관계가 있다. 고전적인 의미에서 토압 (土壓, Earth pressure)은 지반을 급경사로 굴착하거나 성토할 때에 벽체를 지지하기 위해 필요한 수평방향의 힘을 말하며, 그 밖에 힘의 평형을 이루기 위해 필요한 작용력을 토압이라고 정의하기도 한다. 일반적으로 토압 이라고 하면 지반의 자중에 의한 토압을 말하지만 토압은 지반의 자중 외에도 상재하중에 의해서도 발생한다.
토압을 산정하는 방법으로는 어떤 방법이 있는가?
토압을 지지하는 강성벽체 배면에 추가로 구조물이 설 치되거나, 기존 건물과 인접하여 새로운 건축물을 신축하면, 기존 건물은 강성벽체에 상재하중으로 작용하여 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로 토압을 정확히 산정해야 한다. 토압을 산정하는 방법으로는 이론적 방법, 실험적 방법, 수치해석적 방법 등이 있다. 이론적 방법으로는 Boussinesq(1883)의 탄성이론, Boussinesq의 탄성이론을 수정한 Westergaard(1938), Fröhlich(1934), Mindlin(1936), Burmister(1956)등 다수의 이론식이 있다.
참고문헌 (14)
이상덕 (1998), "토질 역학 제 3판", 도서출판 새론, pp.374-383.
이영생, 김명모 (1984), "옹벽 뒷채움 위의 過載倚重이 옹벽에 미치는 영향", 서울대학교, pp.153-158.
Boussinesq, J., "Application des Potentials a L 'Etude de L'Equilibre et due Mouvement des solides Elastiques", Gautbier-Villars, 1883.
H.M. Westergaard, "A Problem of Elasticty Suggested by a Problem in Soil Mechanics: Soft Material Reinforced by Numerous Strong Horizontal sheets", in Contributions to the Mechanical of Solids, Stephen Timoshenko 60th Anniversary Volume, Mecmillan Publishing Co., Inc., New York, 1938.
O. K. Frohlich, Druckverteilung im Baugrunde, Wien, Springer, 1934, pp.83-85.
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