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쇄석배수층에 적용된 토목섬유의 효율성에 대한 실험적 검증

An Experimental Verification on the Efficiency of Geosynthetics on Crushed Stone Layer

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.29 no.11, 2013년, pp.17 - 27  

박민철 (금오공과대학교 토목공학과) ,  임은상 (수자원공사 기반시설연구소) ,  김재홍 (수자원공사 기반시설연구소) ,  한희수 (금오공과대학교 토목공학과)

초록
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본 연구의 목적은 쇄석배수층에 설치된 토목섬유의 효율성을 실험을 통해 검증하고자 하였다. 지지력 보강 역할을 수행하는 PET매트는 재하실험을 수행하여 효율성을 검증하였다. 또한, 폐색 방지 역할을 수행하는 PP매트는 하중재하와 강우 침투, 성토재의 특성에 따른 폐색 조건을 찾고 폐색에 의한 통수능 변화량를 파악하였다. PET매트의 재하실험 결과, PET매트가 설치되지 않으면 쇄석이 점토지반에 관입되며 파괴되었으며, PET매트 설치시 연약지반의 보강효과가 큰 것을 알 수 있었다. 또한, PP매트가 없는 경우에는 성토재의 점착력이 작으면 쇄석배수층이 쉽게 폐색되며, 이로 인해 쇄석배수층의 통수능이 약 98%정도 감소되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study is to prove the efficiency of geo-synthetics on the crushed stone layer by experiments. The strength of PET mat as reinforcing soft ground was verified through the loading experiments. Also, PP mat was used to protect the blockage of crushed stone layer by the filled soil, whose efficienc...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구의 목적은 쇄석배수층에 설치된 토목섬유의 효율성을 실험을 통해 검증하고자 하였다. 쇄석배수층의 장비주행성 확보를 목적으로 설치된 PET매트의 효율성을 검증하기 위해, PET매트의 설치 유무에 따른 지지력을 실험을 수행하였다.
  • PP매트의 미설치 시 점착력이 없는 주문진 표준사를 성토재로 사용할 경우, 쇄석배수층이 폐색되는 것을 알 수 있었다. 본 절에서는 쇄석배수층의 폐색으로 인한 통수능 감소량을 측정하였다. Fig.
  • 본 연구의 목적은 쇄석배수층에 설치된 토목섬유의 효율성을 실험을 통해 검증하고자 하였다. 쇄석배수층의 장비주행성 확보를 목적으로 설치된 PET매트의 효율성을 검증하기 위해, PET매트의 설치 유무에 따른 지지력을 실험을 수행하였다. 성토재의 침투로 인한 쇄석배수층 폐색 방지를 목적으로 설치된 PP매트의 효율성을 검증하기 위해, 하중재하와 강우 침투 등 여러 현장조건을 모형실험에서 재현하여 PP매트 설치 유무에 따른 혼재량을 측정하였다.
  • 또한, 수평배수층의 상・하에는 토목섬유를 설치하고 있다. 수평배수층에 설치되는 토목섬유의 목적은 연약지반의 장비주행성 확보와 상부 성토재의 혼재로 인한 배수층의 폐색 등을 방지하여 장기간의 통수능력을 확보하기 위함이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
쇄석배수층을 경계로 서로 다른 세 가지 재료(점성토, 쇄석, 토사)간의 역학적, 수리학적 거동들로 인해 쇄석배수층의 소요 성능 (지지력, 통수능)을 장기간 구현 시, 발생하는 문제점은? 연약지반과 쇄석배수층이 접한 경계면에서는 상부 하중 재하로 인해 쇄석이 연약지반에 관입되며 과도한 소성변형을 유발하게 되고 건설장비의 과도한 주행으로 인해 최악의 경우 연약지반의 관입파괴가 발생된다. 또한, 쇄석배수층과 성토재가 접한 경계면에서는 흙의 입도분포, 배수재의 특성 그리고 지하수의 흐름과 우수 침투에 따라 입자의 유동이 여러 가지 형태로 나타난다. 양입도 지반에 타설된 배수재에 한 방향 지하수 흐름이 작용하면 지하수의 흐름과 함께 미세입자는 배수재를 통해 유실되는 정상이동이 발생된다. 흙의 입경보다 배수층의 입경이 상대적으로 클 경우, 많은 양의 입자가 유실되면서 큰 간극이 발생되고 유수의 흐름을 난류로 바뀌는 내적침식(Internal erosion) 현상이 발생되고, 흙이 빈입도를 갖는 경우에는 배수재의 간극 크기보다 작은 세립토는 배수재를 통하여 유실되고, 조립토는 배수 재에 잔류하는 형태로 Soil suffusion이 발생된다. 또한 철도나 임시도로 등과 같이 동적 하중을 받는 지역에 타설된 배수재의 경우에는 펌핑(Pumping)작용에 의해 세립토가 상부로 이동되는 파이핑(Piping) 현상이 발생할 수도 있다(John, 1987).
국내에서 시공되는 대부분의 연약지반 처리현장에서 적용되는 방법은? 국내에서 시공되는 대부분의 연약지반 처리현장에서는 프리로딩(Pre-loading)공법과 연직배수공법이 주로 적용되고 있다. 연직배수공법과 함께 과잉간극수의 원활한 배수를 위해 쇄석이나 양질의 모래를 이용하여 수평배수층을 시공하게 된다.
수평배수층에 설치되는 토목섬유의 목적은 무엇인가? 또한, 수평배수층의 상・하에는 토목섬유를 설치하고 있다. 수평배수층에 설치되는 토목섬유의 목적은 연약지반의 장비주행성 확보와 상부 성토재의 혼재로 인한 배수층의 폐색 등을 방지하여 장기간의 통수능력을 확보하기 위함이다.
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참고문헌 (4)

  1. Kim, S. K., Kim, H. T., and Kong, K. Y. (2001), "Evaluation of Required Discharge Capacity for Prefabricated Vertical Drains", Journal of Korea Geotechnical Society, Korea Geotechnical Society, Vol.7, No.1, pp.35-45. 

  2. Lee, J. Y., Chun, H. P., Jeong, W. C., and Lim, H. S. (2008), "A Study on Uilization of Recycled Aggregates as Lateral Drain for Soft Ground Improvement", Journal of Korea Geotechnical Society, Korea Geotechnical Society, Vol.24, No.10, pp.5-15. 

  3. Jung, K. H., Lee, Y. G., Lee, S. Y, Kim, J. S., and Kim, B. T. (2006), "The Design Case of Lateral Drain Using Crushed Stone Mat", Geotechnical Engineering, Korea Geotechnical Society, Vol.22, No.7, pp.28-39. 

  4. John, N. W. M. (1987), Geotextiles, Chapman and Hall. 

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