쇄석다짐말뚝(GCP)은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 팽창, 전단파괴와 기타 현상과 같은 파괴가 여전히 발생하여 보다 정교한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 치환율과 지반강도에 따른 응력 및 침하거동을 분석하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 지반강도와 치환율에 따라 복합지반의 응력과 침하를 분석하였다. GCP로 개량된 복합지반에 대하여 유한요소법을 이용한 수치해석을 실시하였으며, 치환율과 지반강도에 따른 복합지반의 응력관련계수와 침하저감계수의 관계를 분석하였다. 분석결과, 지반강도와 치환율이 증가할수록 깊이 별 평균 응력관련계수와 응력분담비는 증가하는 경향이 나타났다. 상부에서의 응력관련계수는 동일하게 증가하는 경향이 나타났지만, 응력분담비는 감소하였다. 따라서 상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나므로 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있으니 주의가 필요하다. 또한 기존 침하저 감계수식과 수치해석을 통한 침하저감계수와 비교 분석하였는데, 기존 식과 수치해석을 통하여 구한 값은 유사하게 나타났다.
쇄석다짐말뚝(GCP)은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 팽창, 전단파괴와 기타 현상과 같은 파괴가 여전히 발생하여 보다 정교한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 치환율과 지반강도에 따른 응력 및 침하거동을 분석하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 지반강도와 치환율에 따라 복합지반의 응력과 침하를 분석하였다. GCP로 개량된 복합지반에 대하여 유한요소법을 이용한 수치해석을 실시하였으며, 치환율과 지반강도에 따른 복합지반의 응력관련계수와 침하저감계수의 관계를 분석하였다. 분석결과, 지반강도와 치환율이 증가할수록 깊이 별 평균 응력관련계수와 응력분담비는 증가하는 경향이 나타났다. 상부에서의 응력관련계수는 동일하게 증가하는 경향이 나타났지만, 응력분담비는 감소하였다. 따라서 상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나므로 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있으니 주의가 필요하다. 또한 기존 침하저 감계수식과 수치해석을 통한 침하저감계수와 비교 분석하였는데, 기존 식과 수치해석을 통하여 구한 값은 유사하게 나타났다.
Although the Granular Compaction Pile (GCP) has been used for many decades, several failures still occur such as bulging, shear failure and other phenomena, indicating that more refined study is needed. The main objective of the study is to evaluate the stress concentration ratio for both area repla...
Although the Granular Compaction Pile (GCP) has been used for many decades, several failures still occur such as bulging, shear failure and other phenomena, indicating that more refined study is needed. The main objective of the study is to evaluate the stress concentration ratio for both area replacement ratio and shear strength of soil through literature review and numerical analysis. Numerical analysis using the finite element program ABAQUS has been performed for the composite ground with GCP. The behavior stress and settlement of composite ground have been analyzed for both the area replacement ratio (10~40%) and shear strength of soil (25~75 kPa). As a result of numerical analysis, as the soil strength and area replacement ratio increased, the average stree related coefficient and stress concentration ratio for depth tended to decrease, and stress related coefficient of upper layer tend to decrease equally, but the stress concentration ratio decreased. Therefore, tendency that the value in th upper layer differs from the value in other depths was displayed. Care should be taken because it is possible to make mistakes in designing the entire composite ground with the values measured in the upper layer. Also, the settlement reduction factor was compared with the existing equation and numerical analysis. And the value obatined from the existing equation and numerical analysis are similar.
Although the Granular Compaction Pile (GCP) has been used for many decades, several failures still occur such as bulging, shear failure and other phenomena, indicating that more refined study is needed. The main objective of the study is to evaluate the stress concentration ratio for both area replacement ratio and shear strength of soil through literature review and numerical analysis. Numerical analysis using the finite element program ABAQUS has been performed for the composite ground with GCP. The behavior stress and settlement of composite ground have been analyzed for both the area replacement ratio (10~40%) and shear strength of soil (25~75 kPa). As a result of numerical analysis, as the soil strength and area replacement ratio increased, the average stree related coefficient and stress concentration ratio for depth tended to decrease, and stress related coefficient of upper layer tend to decrease equally, but the stress concentration ratio decreased. Therefore, tendency that the value in th upper layer differs from the value in other depths was displayed. Care should be taken because it is possible to make mistakes in designing the entire composite ground with the values measured in the upper layer. Also, the settlement reduction factor was compared with the existing equation and numerical analysis. And the value obatined from the existing equation and numerical analysis are similar.
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문제 정의
GCP로 개량된 복합지반 설계에 있어 설계요인인자인 치환율(as), 지반강도와 응력관련계수인 응력집중계수(µs), 응력감소계수(µc), 응력분담비(m)의 관계를 파악해보고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 GCP 공법의 합리적이고 안전한 설계법을 위한 기초단계로써, 유한요소해석을 수행하여 하중 작용시 치환율과 지반강도 변화에 따른 응력과 침하거동을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
따라서 본 연구에서는 GCP 공법의 합리적인 설계법 제안을 위한 기초연구로써, 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS 6.12-4(Dassault System, 2008)를 이용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 치환율과 지반강도에 따른 GCP 복합지반의 응력과 침하거동을 분석하고자 하였다.
가설 설정
(1) 원지반과 GCP는 함께 침하.
(3) 원주의 저면은 강성지반에 정착.
GCP 복합지반을 Fig. 2(b)와 같이 축대칭 유한요소망을 사용하였으며, 복합지반의 측면은 X방향의 변위를 구속하고, 등가원주개념의 기본 가정 사항 중 원주의 저면은 강성지반에 정착되어 있는 것을 가정하기 위해 하단면은 선 단지지층까지 GCP가 관입되었음을 가정을 하여 X, Y방향의 변위를 구속하였다.
GCP 직경을 고정하고 지반의 크기를 변화시킨 이유는 현장에서 다짐말뚝의 직경을 달리하여 치환율을 변화시키는 것은 시공 여건상 힘들기 때문에 말뚝 직경을 0.7m로고정하였고, 지반을 변화시켜 치환율을 변화시켰다. 치환율도 40% 이상으로 현장 여건상 치환하기 어렵기 때문에 40%까지만 분석하였다.
GCP, 점토지반과 Sand mat 사이의 인터페이스 조건은 각각의 경계면에 대해서 Tie 조건을 적용하고 초기 간극수압도 0으로 적용하여 분석하였으며, 지하수위는 샌드매트 상부까지 존재한다고 가정하고 복합지반의 지중응력을 고려하여 분석하였다.
현재 침하량 산정을 위하여 사용되는 방법들은 일반적으로 사용되는 수많은 가정에 따라 단순화하여 만든 근사계산법들과 탄성, 소성이론을 기본으로 하는 FEM해석법으로 분류된다. 침하량을 추정하기 위한 방법들은 GCP의 간격과 직경이 같은 것으로 보강되고 재하면적이 무한히 넓다고 가정한다. 이런 조건에 대하여 확장된 등가원주 개념은 이론적으로 유효하며, Aboshi et al.
제안 방법
Shin(2005)은 등가원주(Unit-Cell) 시험과 대형토조시험을 통하여 차이를 분석하였다. GCP로 개량된 복합지반의 침하특성을 분석하여 지반 압축특성으로 응력분담비를 제안하는 식을 제시하였으며, 기존의 침하량 예측기법에 대해 적용성을 검토하고 변형률과 압축지수 개념을 이용한 새로운 침하량 예측기법을 제안하였다.
다양한 점토지반에 대해서 침하, 응력 등을 비교·분석하기 위해 추가로 점토지반 2, 3, 4에 대해서도 분석하였다.
따라서 본 연구에서는 ABAQUS를 사용하여 해석단면은 Fig. 2(a)와 같이 단일말뚝 GCP로 개량된 복합지반을 2D-축대칭으로 하여 치환율(10, 20, 30, 40%)에 대해 GCP의 말뚝 직경을 0.7m로 고정하고 지반의 크기를 치환율에 맞게 변화시켰으며, 샌드 매트 높이는 0.5m, 지반의 높이는 10m로 모델링하였다.
또한 요소는 축대칭 4절점 응력-간극수압 연계요소 CAX4P(4-node biquadratic displacement,bilinear pore pressure element)를 사용하였으며, 요소의 크기는 0.1×0.1m로 하여 모델을 분석하였다.
본 연구에서는 점토지반을 Modified Cam-Clay 탄･소성모델을 적용하여 압밀시 연약점토지반의 침하특성이 모사되도록 하였으며, GCP를 Mohr-Coulomb 탄·소성모델, Sandmat를 탄성모델로 적용하여 GCP로 개량된 복합지반의 거동특성을 분석하였다.
여기서 성토하중은 성토고 2∼3m의 하중으로 50kPa을 적용하였으며, 각각의 점토지반 4곳에 대해서 치환율(10, 20, 30, 40%)와 지반강도(25, 50, 75kPa) 별 총 48가지의 경우를 분석하였다.
점토지반의 지반강도를 25kPa(연약한 지반), 50kPa(보통지반), 75kPa(단단한 지반)로 변화시키고, 지반강도 변화에 따라 Modified Cam-Clay 이론에 맞게 간극비도 변화시켜 분석하였다. 여기서 지반강도는 일축압축강도를 통한 점토분류로부터 근거하여 연약한 지반, 보통지반, 단단한 지반으로 적용하였다.
점토지반의 지반강도를 25kPa(연약한 지반), 50kPa(보통지반), 75kPa(단단한 지반)로 변화시키고, 지반강도 변화에 따라 Modified Cam-Clay 이론에 맞게 간극비도 변화시켜 분석하였다. 여기서 지반강도는 일축압축강도를 통한 점토분류로부터 근거하여 연약한 지반, 보통지반, 단단한 지반으로 적용하였다.
7m로고정하였고, 지반을 변화시켜 치환율을 변화시켰다. 치환율도 40% 이상으로 현장 여건상 치환하기 어렵기 때문에 40%까지만 분석하였다.
대상 데이터
Table 1, 2는 본 연구에서 사용된 설계정수이다. 점토지반 1은 부산 신항의 SCP 복합지반 설계 시 적용된 값을 사용하였으며(Busan New Port Corp, 1999), 점토지반 2, 3, 4는 선행연구에 적용된 값을 사용하였다(Han et al., 2013; Seong, 2003; Kim, 2003). 다양한 점토지반에 대해서 침하, 응력 등을 비교·분석하기 위해 추가로 점토지반 2, 3, 4에 대해서도 분석하였다.
이론/모형
이런 조건에 대하여 확장된 등가원주 개념은 이론적으로 유효하며, Aboshi et al.(1979), Goughnour(1979)등과 같은 학자들이 예상침하량에 대한 이론적인 해를 발견하기 위하여 유한요소법에 사용하였다.
성능/효과
(1) 치환율과 지반강도에 따른 연직유효응력을 분석한 결과, 치환율과 지반강도가 증가함에 따라 연직유효응력이 GCP에서는 증가하고 점토지반에서는 감소한다. 이는 치환율이 증가함에 따라 GCP로의 응력집중은 감소하게 되며, 지반강도가 증가함에 따라 지반이 버틸 수 있는 강도가 커지게 되기 때문이다.
(2) 원주 외측면의 수평병향 변위는 구속, 연직방향으로만 변위가 발생.
(2) 치환율, 지반강도와 응력관련계수를 분석한 결과, 치환율과 지반강도가 증가함에 따라 깊이 별 평균화한 응력관련계수가 감소하는 경향이 나타났고, 상부층에서도 응력감소계수와 응력증가계수는 유사하게 감소하였지만, 응력분담비는 두 값의 감소폭이 상이하여 반대로 증가하는 경향이 나타났다
(3) 상부층에서 측정된 값으로 복합지반 전체를 응력분담비를 산정한다면 과소·과대평가 등과 같은 과오를 범할 수 있으며, 복합지반 설계 시 응력분담비 산정에 있어 각별한 주의가 필요할 것으로 판단된다.
(4) 치환율과 지반강도 별 평형법, β법과 유한요소해석을 통하여 구한 침하저감계수를 비교·분석한 결과, 유한요소해석을 통하여 구한 값은 치환율과 지반강도가 낮은 경우에는 평형법에 가깝게 나타났으나, 치환율과 지반강도가 높은 경우에는 β법에 가깝게 나타났다.
Mohamed and Basuony(2016)은 PLAXIS 유한요소프로그램을 사용하여 GCP로 개량된 복합지반에서 말뚝 간 거리, 말뚝 직경, 말뚝 길이 등을 변화시키고, 말뚝의 거동을 수치적으로 분석하고자 하였으며, 지지력, 침하저감효과, 말뚝의 휨모멘트에 미치는 요인들에 대한 영향을 분석하였다. 그 결과, 치환율, 말뚝 길이의 증가와 말뚝 간격 비율의 감소에 따라 지지력과 침하저감 효과는 크게 나타났다. 또한 말뚝 길이 비가 0.
(2016)은 대형직접전단시험을 통하여 쇄석과 모래의 최적배합비를 찾고, 유한요소프로그램 MIDAS Soilworks를 이용하여 내부마찰각의 변화에 따른 침하거동을 분석하였다. 대형직접전단시험 결과, 쇄석과 모래의 배합비(70:30)에서 내부마찰각이 가장 크게 나타났으며, 최적배합비는 70:30으로 확인하였다. 또한 유한요소해석 결과, 내부마찰각이 증가함에 따라 수직·수평 변위가 약 2∼3배 이상 감소함을 확인하였으며, 소정의 모래를 혼합함으로써 GCP의 클로깅 현상을 방지하고 GCP의 배수성을 증가시키는 효과를 확인하였다.
81kPa로 나타났다. 또한 GCP는 z/H=0.8, 점토지반은 z/H=1에서 최대연직유효응력이 나타났으며, 지반강도가 증가함에 따라 GCP의 연직유효응력은 증가하나, 점토지반에서는 감소하는 경향을 보였다. 이를 다음 Table 3, 4와 같이 정리하였다.
70kPa로 나타났다. 또한 GCP는 z/H=0.8, 점토지반은 z/H=1에서 최대연직유효응력이 나타났으며, 치환율이 증가함에 따라 GCP와 점토지반의 연직유효응력은 감소하는 것으로 나타났다.
그 결과, 치환율, 말뚝 길이의 증가와 말뚝 간격 비율의 감소에 따라 지지력과 침하저감 효과는 크게 나타났다. 또한 말뚝 길이 비가 0.75의 말뚝을 이용하는 것이 지지력과 침하저감효과 개선에 효과적이며, 경제성 측면에서도 경제적이라 판단하였다.
또한 유한요소해석 결과, 내부마찰각이 증가함에 따라 수직·수평 변위가 약 2∼3배 이상 감소함을 확인하였으며, 소정의 모래를 혼합함으로써 GCP의 클로깅 현상을 방지하고 GCP의 배수성을 증가시키는 효과를 확인하였다.
4(a)∼(c)와 같이 깊이 별 평균값에 대해서 치환율의 증가는 점토지반의 응력저감계수(µc)의 감소보다는 GCP의 응력집중계수(µs)의 감소를 더 크게 유발하고, 그로 인해 응력분담비(m)의 감소가 발생함을 알 수 있었다. 또한 점토 2, 3, 4의 경우에서도 점토 1의 값과 근소한 차이는 있었지만 유사한 값을 가졌으며, 치환율의 증가에 따라 응력관련계수는 감소하는 경향으로 동일하게나타났다. Choi et al.
분석결과, 치환율이 커질수록 과잉간극수압은 감소하였으나, 배합비에 따른 과잉간극수압 변화는 미미하였다. 또한 치환율 30%, 쇄석과 모래의 배합비 70:30일 경우에 응력분담비가 가장 크게 나타났으며, 치환율과 배합비에 따른 응력분담비의 범위를 나타내었다.
또한 평균 응력분담비는 GCP로 개량한 경우가 SCP로 개량한 경우에 비해 크게 나타난다고 하였으며, GCP의 응력분담비의 범위는 치환율에 따라 4.4∼7.5으로 나타났다.
(2007)은 지오그리드 감싼 쇄석다짐말뚝(GESC)공법이 시공되는 지반조건을 ABAQUS를 사용하여 3차원 유한요소해석을 실시하였으며, 3D-등가원주, 3D-제방전체, 2D-축대칭으로 모델링하여 점토지반의 압밀, 응력 및 간극수압을 비교･분석하였다. 분석결과, 3D-제방전체 해석은 제방사면하부 측방유동에 대한 취약부와 지오그리드의 깊이에 따른 인장력의 변화와 같은 전체거동의 포괄적인 파악을 위하여 단위셀 모델링보다는 제방 전체거동을 평가할 수 있도록 제반 반단면 1열 모델링 기법이 효율적인 것으로 나타났으며, 연구에서 적용된 Modified Cam-Clay모델이 연약지반의 압밀 및 침하특성을 잘 반영하고 있는 것으로 분석되었다. 또한 3D와 2D 모델링의 응력분담비 모두 유사하게 나타났다.
분석결과, 응력분담비는 3.6∼3.85의 값을 나타내었고, 재하하중이 클수록, 복합지반의 치환율이 낮을수록 쇄석기둥의 횡방향 변위는 증가하였다.
Zahmatkesh and Choobbasti(2010)은 유한요소해석인 Plaxis software를 이용하여 스톤컬럼(Stone column)으로 개량된 연약지반의 침하를 평가･조사하여 침하저감비(SRR)를 산출하고 기존의 이론들과 비교하고자 하였다. 분석결과, 치환율이 증가할수록 마찰재의 사용으로 인하여 침하가 상당히 감소되며, 본 연구에서 얻은 SRR의 값은 실제SRR의 값에 가깝게 나타난 것으로 확인하였다.
(2013)은 토목섬유 감쌈 쇄석말뚝의 침하량, 응력분담비, 지오그리드 변형률의 변화특성을 비교･분석하기 위하여 모형실험을 실시하였다. 분석결과, 치환율이 증가함에 따라 쇄석말뚝이 지지할 수 있는 하중은 증가하였지만 단면적의 증가로 인하여 쇄석의 응력이 감소되었기 때문에 응력분담비는 감소하였다고 하였다. 또한 토목 섬유 감쌈 쇄석말뚝의 최대 인장변형률의 발생 위치는 치환율에 따라 말뚝 상단부로부터 1.
(2016)은 ABAQUS 프로그램을 이용하여 치환율(10∼40%)과 쇄석과 모래의 배합비(100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 0:100)에 따른 GCP 복합지반에 대하여 과잉간극수압과 응력분담비를 분석하였다. 분석결과, 치환율이 커질수록 과잉간극수압은 감소하였으나, 배합비에 따른 과잉간극수압 변화는 미미하였다. 또한 치환율 30%, 쇄석과 모래의 배합비 70:30일 경우에 응력분담비가 가장 크게 나타났으며, 치환율과 배합비에 따른 응력분담비의 범위를 나타내었다.
3은 지반강도와 치환율에 대하여 시간에 따른 연직유효응력을 나타낸 것이다. 분석한 결과, 점토지반의 연직유효응력보다 GCP의 연직유효응력이 상대적으로 크게 나타나는데, 이는 지반의 강성 차이로 인하여 GCP의 연직유효응력이 크게 나타났다.
Chun and Yeoh(2001)은 실내모형시험을 통하여 배수효과에 관한 연구를 하였다. 실내모형시험결과, GCP공법을 적용한 지반의 최종 침하량은 모래다짐말뚝을 적용한 지반보다 20% 크게 발생하는 것을 확인하였다.
(2011)은 조립질 말뚝으로 개량된 점토지반의 응력변화와 응력분담비의 변화를 파악하기 위해 말뚝의 재료(쇄석, 모래)와 하중재하조건, 치환율을 변화시키면서 실내실험을 수행하였다. 실험결과, 동일 치환율에서는 점토지반의 연직응력은 유사하게 나타났으나, 말뚝 상부에서의 연직응력은 GCP로 보강한 경우가 크게 나타나 SCP 보다 더 큰 응력을 부담한다고 하였다. 또한 평균 응력분담비는 GCP로 개량한 경우가 SCP로 개량한 경우에 비해 크게 나타난다고 하였으며, GCP의 응력분담비의 범위는 치환율에 따라 4.
유한요소해석을 통하여 구한 침하저감계수는 지반강도가 작고 치환율이 낮은 경우에는 평형법에 가깝게 나타났으나, 치환율과 지반강도가 큰 경우에는 β법과 유사하게 나타남을 확인할 수 있었다.
증가폭의 감소는 모래다짐말뚝으로 개량된 복합지반보다 GCP로 개량된 복합지반에서 더 현저하게 나타난 것으로 확인하였다. 즉, 동일한 조건으로 시험한 결과, GCP로 개량된 복합지반에서 침하저감 효과가 더 큰 것으로 판단하였다.
즉, 연약한 지반의 경우 평형 법은 유한요소해석결과에 비하여 과대평가되고, β법은 다소 과소평가됨을 알 수 있었으며, 복합지반의 침하저감 효과는 복합지반의 치환율 및 지반강도, 재하하중에 영향을 받음을 알 수 있다.
즉, 연약한 지반의 경우 평형법은 유한요소해석 결과에 비하여 과대평가되고, β법은 다소 과소평가되었다.
(2012)은 단일말뚝을 저치환율로 개량된 지반에 대하여 1g모형시험을 실시한 결과, 압밀압력이 증가할수록 침하량은 증가하며, 침하량 증가폭은 점차 감소하는 경향을 보였다. 증가폭의 감소는 모래다짐말뚝으로 개량된 복합지반보다 GCP로 개량된 복합지반에서 더 현저하게 나타난 것으로 확인하였다. 즉, 동일한 조건으로 시험한 결과, GCP로 개량된 복합지반에서 침하저감 효과가 더 큰 것으로 판단하였다.
치환율과 지반강도 별 평형법(Equilibrium method), β법(체적변형계수에 의한 방법)과 유한요소해석을 통해 구한 성토 5단계의 침하저감계수를 분석한 결과, Zahmatkesh and Choobbasti (2010)는 치환율이 증가함에 따라 침하저감계수는 감소하는 것으로 나타났는데, 본 연구에서도 치환율이 증가할수록 침하저감계수가 감소하는 경향이 나타났다.
후속연구
따라서 복합지반의 상부층에서 측정된 응력 값을 기준으로 전체 깊이의 응력분담비를 산정한다면 과소·과대평가 등과 같은 과오를 범할 수 있으므로 복합지반 설계 시 응력분담비 산정에 주의가 필요할 것으로 판단된다.
추후 다양한 점토지반에 대하여 지반강도를 세분화하여 침하저감계수 식을 제안하고, 현장시험, 시공을 통한 침하예측을 통한 검증이 된다면 합리적이고 안전한 설계법을 제안함에 있어 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있어 주의가 필요한 이유는?
분석결과, 지반강도와 치환율이 증가할수록 깊이 별 평균 응력관련계수와 응력분담비는 증가하는 경향이 나타났다. 상부에서의 응력관련계수는 동일하게 증가하는 경향이 나타났지만, 응력분담비는 감소하였다. 따라서 상부층에서의 값은 다른 깊이에서의 값들과 다른 경향이 나타나므로 상부층에서의 측정된 값으로 복합지반 설계 시 과오를 범할 수 있으니 주의가 필요하다.
쇄석다짐말뚝(GCP)공법의 목적은?
쇄석다짐말뚝(GCP)공법은 지지력이 충분하지 못한 지반이나 연약점토지반에서 과도한 침하가 발생하는 경우 쇄석 또는 자갈을 일정한 상대밀도로 압입하여 10∼40% 정도로 치환된 복합지반을 형성함으로써 지반의 지지력과 전단강도를 증가, 측방유동을 억제하여 압밀침하시간과 침하량 단축 등 지반의 공학적 특성개선을 목적으로 한다. 또한 사질토 지반에서는 밀도 증가, 액상화방지 및 수평지지력 증대를 목적으로 적용하는 공법이다.
쇄석다짐말뚝은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 정교한 연구가 필요한 이유는?
쇄석다짐말뚝(GCP)은 수십 년 동안 사용되어 왔지만, 팽창, 전단파괴와 기타 현상과 같은 파괴가 여전히 발생하여 보다 정교한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 치환율과 지반강도에 따른 응력 및 침하거동을 분석하고자 하였다.
참고문헌 (26)
A. Zahmatkesh and A. J. Choobbasti (2010), "Settlement Evaluation of Soft Clay Reinforeced by stone Columns, Considering the Effect of Soil Compaction", Department of Civil Engineering, Babol University of Technology Babol, Irna.
Aboshi, H. Ichinotom E., Enoki, M. and Harada, K. (1979), "The Compozer - a Method to Improved Characteristics of Soft Clays by Inclusion of Larger Diameter Sand Column", Proc. of Int. Conf. on Soil Reinforcement, Paris, pp.211-216.
Balaam, N. P. and Poulos, H. G. (1983), "The Behavior of Foundations Supported by Clay Stabilised by Stone Columns", Proceedings, 8th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering : Improvement of Ground, Helsinki, Vol.1, pp.199-204.
Barksdale, R. D. (1981), "Site Improvement in Japan Using Sand Compaction Piles", Georgia Institute of Technology, Atlanta.
Busan New Port Corp. (1999), Report of North Container Terminal, pp.6.50-6.59.
Choi, J. W., Lee, D. Y. and Yoo, C. S. (2013), "Undrained Characteristics of Geogrid-Encased Stone Column under Cyclic Load Using Reduced-Scale Model Tests", Journal of Korean Geotechnical Society, Vol.29, No.1, pp.109-120.
Chow, Y. K. (1996), "Settlement Analysis of Sand Compaction Pile", Soils and Foundation, Volume 36 - $n^{\circ}1$ , Japanese Geotechnical Society, pp.111-113.
Chun, B. S and Yeoh, Y. H. (2001), "Composite Ground Effects on Small Area Replacement Ratio of Sand Piles", Journal of Korean Geo-Environmental Society, Vol.2, No.3, pp.57-69.
Goughnour R. R. and Bayuk A.A (1979), "A Field Study of Long-Term Settlement of Loads Supported by Stone Columns in Soft Ground", Proceedings, International Conference on Soil Reinforcement: Reinforced Earth and Other Techniques, Vol.1 Paris: 279-286.
Han, S. J., Yoo, H. K., Kim, B. I. and Kim, S. S. (2013), "Settlement Characteristics fo Soft Ground Applying the Suction Drain Method", Journal of Korean Geotechnical Society, Vol.29, No.3, pp.15-27.
Kim, I. G. (2003), Finite element Analysis for the behavior Lateral Displacement due to Embank on Soft Ground, Chosun University, Master Thesis.
Kim, J. H. (2009), Experimental Study on Composite Ground Behavior and Aspect of Clay Gone Through Compaction Pile of Recycled Aggregate Compaction Piles, Hongik University, Master Thesis.
Kim, M. S. (2016), The Behavior of Soft Ground Reinforced with Granular Compaction Pile, Chosun University, Master Thesis.
Kim, M. S., Na, S. J., Yang, Y. H. and Kim, D. H. (2016), "Analysis on the Analytical Behavior of Soft Ground Reinforced with Granular Compaction Piles", Journal of Korean Geo-Environmental Society, Vol.15, No.3, pp.27-37.
Lee, C. H., Lim, H. D. and Lee, W. J. (2005), "Finite Element Analysis of GCP Ground with Replacement Ratio", KSCE Journal of Civil Engineering, Vol.2005, No.10, pp. 5459-5462.
Lee, M. H. (2004), A Study on the Load Support Mechanism and Stress Distribution Characteristic of Crushed-Stone Compaction Piles, Busan University, Ph. D. Thesis.
Mohamed, E. and Basuony, E. G.(2016), "Behavior of Raft Foundation Resting on Improved Soft Soil with Conventional Granular Piles, Journal of Scientific and Engineering Research, Vol.3, No.4, pp.428-434.
Moon, I. J., Yoo, W. K. and Kim, B. I. (2012), "A Study on the Settlement and Bearing Capacity of the SCP, GCP Method with Low Raplacement Ratio by 1g Model Tests", Journal of Korean Geotechnical Society, Vol.2012, No.10, pp.1187-1190.
Na, S. J., Kim, M. S., Park, K. H. and Kim, D. H. (2016), "Stress Concentration Ratio of GCP Depending on the Mixing Ratio of Crushed Stone and Sand", Journal of Korean Geotechnical Society, Vol.32, No.9, pp.37-50.
Priebe, H.(1976), "Estimating Settlements in a Gravel column Consolidation Soil", Die Bautechnik 53, German, pp.160-162.
Seong, K. H. (2003), (A) Study on the Behavior aspect of Soft Ground under a Embankment Loading, Chosun University, Master Thesis.
Shin, H. Y. (2005), Analysis on the Behavior of Composite Ground Reinforced by Sand Compaction Pile with Low Area Replacement Ratio, Chungang University, Ph. D. Thesis.
Song, M. G., Bae, W. S., Ahn, S. R. and Heo, Y. (2011), "Centrifugal Model Test on Stress Concentration Behaviors of Composition Ground under Flexible/Stiff Surcharge Loadings", Journal of Korean Geo-Environmental Society, Vol.12, No.6, pp.5-15.
Yoo, C. S., Song, A. R., Kim, S. B. and Lee, D. Y. (2007), "Finite Element Modeling of Geogrid-Encased Stone Column in Soft Ground", Journal of Korean Geotechnical Society, Vol.23, No.10, pp.133-150.
Zahmatkesh, A. and Choobbasti, A. J. (2010), "Settlement evaluation of soft clay reinforced by stone columns, considering the effect of soil compaction", International Journal of Recent Research and Applied Studies, Vol.3, No.2, pp.159-166.
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