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성토로 인한 연약지반의 측방유동 거동에 관한 실내모형실험

Experimental Study on Lateral Flow Behavior of Soft Ground due to Embankment

한국토목섬유학회 논문집 = Journal of the Korean Geosynthetics Society, v.10 no.1, 2011년, pp.43 - 51  

유승경 (명지전문대학 토목과) ,  김재홍 (한국수자원공사 Kwater 연구원 댐안전설연구소)

초록
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연약 점성토 지반에 성토를 할 경우 과도한 침하와 측방유동으로 인한 피해를 최소화하기 위해 토목섬유/성토지지말뚝공법이 주로 사용되고 있다. 본 공법은 연약지반 층을 관통하여 지지층에 관입시킴으로써 상재하중을 지지하게 하여 상재하중으로 인한 침하와 측방유동 발생을 최소화한다. 본 연구에서는 연약 점성토 지반에 설치된 토목섬유/성토지지말뚝공법의 보강효과를 정량적으로 검토함을 목적으로 하였다. 실내모형실험을 통하여 무보강 및 성토지지말뚝 보강의 경우에 대한 지반 거동을 재현하고 성토지지말뚝에 의한 측방유동 억지효과를 분석하였다. 이때 성토지지말뚝을 설치한 경우에 대해서는 상재하중의 크기를 다르게 설정하여 완속 재하와 급속 재하의 경우에 대한 측방유동의 억지효과를 분석하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Pile-supported embankment is one of the reinforcing methods to minimize damage due to the severe subsidence and lateral flow when soft clay ground is supported with embankment. pile-supported embankment mainly penetrates soft ground into the bearing stratum in order to support surcharge load which m...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 연약 점성토 지반에 설치된 성토지지말뚝의 보강효과를 정량적으로 검토함을 목적으로 일련의 실내 모형실험을 실시하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
  • 본 공법은 토목섬유의 인장저항효과를 활용하여 상부 성토체 하중을 성토지지말뚝으로 분담시킴과 동시에 지지층에 관입된 성토지지말뚝의 지지효과를 이용하여 연약지반의 침하와 측방유동 발생을 최소화한다. 본 연구에서는 연약 점성토 지반에 설치된 토목섬유/성토지지 말뚝의 보강효과를 정량적으로 검토함을 목적으로 일련의 실내모형실험을 실시하였다. 모형실험에서는 무보강 및 성토지지말뚝 보강의 경우에 대한 지반 거동을 재현하고 성토지지말뚝에 의한 측방유동 억지효과를 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연약지반 상에 하중이 작용하게 되면 어떻게 되는가? 연약지반 상에 하중이 작용하게 되면 지반에서는 연직 변위인 침하현상과 더불어 이로 인해 지반 중에 측방변형이 발생하게 된다. 이때 연직 변위인 침하 현상은 주로 지반 상에 축조된 토목 구조물의 안정성에 영향을 미치게 되지만 지반내부에서 발생되는 측방변형은 인접한 지하구조물의 안정성에 영향을 미치게 되며 그 발생량이 과도할 경우 인접 지하구조물의 파괴까지 초래할 수 있다.
연약지반의 측방유동에 대한 연구는 누구에 의해 시작됐는가? 즉, 과잉간극수압의 소산에 필요한 충분한 시간이 지나기 전에 재하하중을 지속적으로 증가시키면 지반 내의 과잉간극수압이 증가하게 되어 측방 유동압(Lateral flow pressure)이 발생되고 이로 인해 측방유동현상이 발생하게 된다. 연약지반의 측방유동에 대한 연구는 Franx and Boonstra(1948)에 의하여 시작되었다고 할 수 있는데, 이들은 연약지반 상에 설치된 말뚝의 파손원인과 측방변위의 상관관계를 연구하였다. Peck(1969)이 연약지반에서의 측방유동을 공학적으로 처음 정의하였으며, Tschebotarioff(1973)가 모스크바에서 개최한 ICSMFE 에서 구조물에 작용하는 점성토 지반의 측방토압에 관한 연구결과를 발표한 이후, 측방유동에 관한 연구가 본격적으로 이루어지고 있다.
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참고문헌 (8)

  1. 유승경, 유남재, 조성민, 심민보 (2007), "순환골재를 이용한 투수성 콘크리트의 역학특성", 한국토목섬유학회 논문집, 제6권, 제2호, pp.17-20. 

  2. 홍원표, 이재호, 송영석 (2003), "연약지반상 교대의 측방이동에 대한 대책공법", 중앙대학교 기술과학연구소 논문집, 제33권, pp.19-28. 

  3. Duncan, J.M and Chang, C.Y. (1970), "Nonlinear analysis of stress and strain in soils", Journal of Soil Mechanics and Foundation Engineering, ASCE, Vol.96, pp.1629-1653. 

  4. Ellis, E.A. and Springman, S.M. (2001), "Modeling of soil-structure for a piled bridge abutment in plane strain FEM analysis", Computers and Geotechnics, Vol.28, No.2, pp.79-98. 

  5. Franx, C. and Boonstra, G.C. (1948), "Horizontal pressure on pile foundations", Proc. of the 2nd ICSMFE, Vol.1, pp.131-135. 

  6. Peck, R.B. (1969), "Deep Excavation and Tunneling in Soft Ground", Proc. of the 7th ICSMFE, State of the Art Volume, pp.225-290. 

  7. Tschebotarioff, G.P. (1973), "Lateral pressure of clayey soils on structures", Proc. of the 8th ICSMFE, Special Session 5, Moscow, Vol.4.3, pp.227-280. 

  8. Worth, C.P and Simpson, B. (1972), "An induced failure of a trail embankment: Part II finite element computations", Proc. of the Special Conf. on Performance of Earth and Earth- supported Structures, Vol.1, pp.65-79. 

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