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성토재료로 부적합한 현장 발생토의 토목섬유 보강효과에 관한 실험적 연구
Experimental Study on Reinforcement Effect of Geosynthetics for Surplus Soil, an Unsuitable Fill Material 원문보기

한국지반신소재학회논문집 = Journal of the Korean Geosynthetics Society, v.17 no.1, 2018년, pp.11 - 20  

홍용석 (Department of Civil and Environmental Engineering, Pusan National Univ.) ,  임종철 (Department of Civil and Environmental Engineering, Pusan National Univ.) ,  강상균 (Department of Civil and Environmental Engineering, Pusan National Univ.) ,  유재원 (Research Institute of Industrial Technology, Pusan National Univ.) ,  김창영 (Research Institute of Industrial Technology, Pusan National Univ.)

초록
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양호한 성토재료는 현장에서 즉시 입수가 곤란하고 재료의 확보를 위한 추가적인 비용이 발생하여 각 현장에서는 현장 발생토를 직접 사용하는 경우가 많지만, 현장 발생토는 대부분 성토재료의 기준에 적합하지 않기 때문에 성토체의 안정성이나 강성을 확보하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 성토재료로 부적합한 흙의 다짐시 발생하는 문제점들을 개선하기 위하여 토목섬유를 보강하여 실내다짐시험과 현장다짐실험을 하였다. 실내다짐시험(KS F 2312)의 A, D다짐시험과 A다짐시험에서 다짐에너지와 토목섬유의 보강 층수를 다르게 하였고, 현장다짐실험은 함수비가 높은 현장 발생토에 토목섬유를 보강하고 다짐을 실시하였다. 그 결과, 실내다짐시험에서는 토목섬유를 보강함으로써 최적함수비는 감소, 최대건조밀도 증가하여 다짐곡선은 다짐에너지를 증가시켜 다짐한 경우와 비슷한 거동을 하였고, 건조밀도와 다짐에너지의 관계로부터 다짐에너지는 토목섬유를 1열, 2열 보강하였을 때 각각 평균 2.10배, 평균 2.71배 증가하여 토목섬유를 보강하고 다짐하면 큰 다짐에너지로 다짐한 것과 같은 효과로 더 효율적인 다짐이 가능한 것으로 분석되었다. 그리고 현장다짐실험에서 토목섬유를 보강함으로써 건조밀도는 증가하는 것으로 분석되어 다짐시 토목섬유를 보강하여 다짐을 실시하면 함수비가 높고 성토재료로 부적합한 현장 발생토를 사용하더라도 효율적인 다짐이 가능한 것으로 입증되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Surplus soil is commonly used at construction sites, because suitable fill material is not always immediately available and leads to additional costs. However, most surplus soils do not meet the requirement of suitable fill material to achieve the stability and strength of embankments. In this study...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 다짐은 성토재료를 최대건조밀도(γdmax)와 최적함수비(wopt) 상태에서 다짐을 실시하여 성토체가 적정한 다짐도를 확보하여 추후 시공단계에서의 추가적인 침하 등의 피해를 방지하기 위함이 그 목적이다. 하지만 현장 발생토의 경우에는 각 시방규정에서 요구하는 함수비 보다 높은 경우가 많기 때문에 성토재료에 적합한 조건을 만족하기 위해서는, 현장 발생토를 건조시켜야 하고, 건조를 시키기 위해 적재 공간을 확보해야 하는 문제점이 있다.
  • 그 결과 토목섬유를 보강함으로써 최적함수비는 감소하고, 최대건조밀도는 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 성토재료의 기준에 적합하지 않은 소성이 있는 실트질 모래의 다짐 시 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 토목섬유를 보강하여 실내다짐시험과 현장다짐실험을 실시하였다. 먼저, 실내다짐시험(KS F 2312)의 A, D다짐시험 방법으로 다짐을 실시하고, 동일한 함수비에서 토목섬유의 보강 조건을 다르게 다짐시험을 실시하여 건조밀도의 변화 및 다짐에너지의 차이에서 나타나는 효율적인 다짐방법에 대해 분석하였다.
  • 실내다짐시험에서는 토목섬유를 보강함으로써 최적함수비는 감소하고, 최대건조밀도는 증가하는 경향을 나타내는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 실제 현장에 적용을 하였을 경우에도 동일한 결과를 나타내는지를 확인하고자 현장다짐실험을 실시하였다. 또한, 양질의 성토재료 기준에 적합하지 않은 함수비가 높은 현장 발생토에 토목섬유를 보강하고 다짐을 실시하여 실내다짐시험결과와 비교하고 건조밀도의 변화 및 다짐도의 변화에 대해서 비교·분석 하였다.
  • 본 연구에서는 다짐시 토목섬유의 보강효과를 확인하기 위해서 실내다짐시험과 현장다짐실험이 실시되었다. 결론은 다음과 같다.

가설 설정

  • H : Rammer drop height(m)
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현장 발생토의 문제점은? 양호한 성토재료는 현장에서 즉시 입수가 곤란하고 재료의 확보를 위한 추가적인 비용이 발생하여 각 현장에서는 현장 발생토를 직접 사용하는 경우가 많지만, 현장 발생토는 대부분 성토재료의 기준에 적합하지 않기 때문에 성토체의 안정성이나 강성을 확보하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 성토재료로 부적합한 흙의 다짐시 발생하는 문제점들을 개선하기 위하여 토목섬유를 보강하여 실내다짐시험과 현장다짐실험을 하였다.
토목섬유의 장점은 무엇인가? 최근 토목섬유로 지반을 보강하여 토목 공사현장에서 발생하는 여러 가지의 지반 공학적 문제들을 해결하는 경우가 많이 있다. 토목섬유는 다양한 기능을 가지고 있기때문에 동시에 여러 가지 문제를 해결할 수 있고, 해결을 위해 관련 제품을 복합적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 토목섬유를 포설하여 구조물을 건설할 경우 기초지반의 지지력을 증가시켜 건설되는 구조물의 안정성을 향상시키고 지반파괴를 억제하는 역할을 한다.
실내다짐시험과 현장다짐실험 실시 결과, 보강으로 인한 다짐에너지 효과는 어떻게 나타났는가? (2) 건조밀도와 다짐에너지의 관계로부터 토목섬유의 보강으로 인한 다짐에너지 효과를 분석한 결과, 토목섬유를 1열 보강하였을 때의 다짐에너지는 평균 2.10배,2열을 보강하였을 때의 다짐에너지는 평균 2.71배 증가하는 것으로 분석되어 토목섬유를 보강하여 다짐을 하게 되면 더 큰 에너지로 다짐을 하는 효과가 발생하기 때문에 더 효율적인 다짐이 가능하고, 무보강인 경우와 비교하여 토목섬유를 보강함으로 인해 현장 기준다짐도에 도달하기 위한 다짐에너지는 더 적기 때문에 경제적인 다짐이 가능할 것으로 판단된다
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참고문헌 (12)

  1. AASHTO T99 (2015). Standard Method of Test for Moisture-Density Relations of Soils Using a 2.5-kg (5.5-lb) Rammer and a 305-mm (12-in.) Drop, American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Washington, DC. 

  2. AASHTO T180 (2015). Standard Method of Test for Moisture-Density Relations of Soils Using a 4.54-kg (10-lb) Rammer and a 457-mm (18-in.) Drop, American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Washington, DC. 

  3. ASTM D698-07 (2007). Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12 400 $ft-lbf/ft^3$ (600 $kN-m/m^3$ )), ASTM International, West Conshohocken, PA. 

  4. ASTM D1557-09 (2009). Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 $ft-lbf/ft^3$ (2,700 $kN-m/m^3$ )), ASTM International, West Conshohocken, PA. 

  5. Hwang, S. C. and Oh, B. H. (2005), "The Compaction Characteristics Analysis of Domestic River Sands", Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol.7, No.4, pp.31-39. (in Korean) 

  6. Im, J. C. (2016). A guide for soil engineering, 4th Edition, POD of CIR, Seoul, South Korea, pp.286-287. (in Korean) 

  7. KS F 2311 (2001). Test method for soil density by the sand replacement method, Korean Standards Association, Seoul, South Korea. (in Korean) 

  8. KS F 2312 (2001). Test method for soil compaction using a rammer, Korean Standards Association, Seoul, South Korea. (in Korean) 

  9. Lee, J. Y., Jeoung, J. H., Choi, C. H., Kim, J. Y. and Jin, H. W. (2015), "Analysis of Correlation among Various Compaction Evaluation Methods for Estimating of the Bearing Capacity on Subgrades", J. Korean Geosynthetics Society, Vol. 14, No. 4, pp.45-58. (in Korean) 

  10. Ministry of Construction and Transportation (1996), Road Design Standard, Ministry of Construction and Transportation, Seoul, South Korea, p.80. (in Korean) 

  11. Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2016), Road construction Design Standard, Korean Road Traffic Association, Seoul, South Korea, pp.4-22. (in Korean) 

  12. Park, Y. T. (2014). An experimental study on the changes of compaction curve by reinforcement of geotextiles, M.Sc.Thesis, Pusan National University, Busan, South Korea. (in Korean) 

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