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강우시 보강토 옹벽의 배수여부에 따른 안정성 - 수치해석 연구
Stability of reinforced earth wall during rainfall - numerical investigation 원문보기

한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집, 2008 Mar. 28, 2008년, pp.955 - 962  

유충식 (성균관대학교 건설환경시스템공학과) ,  김선빈 (성균관대학교 건설환경시스템공학과) ,  한준연 (성균관대학교 건설환경시스템공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study concerns the effect of drainage in reinforced soil on its stability during rainfall. A series of finite-element analysis based transient seepage analysis were performed on a number of cases with different drainage conditions in terms of layers of geotextiles installed in the reinforced zo...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이때 부직포의 포설은 결국 추가적인 공사비 증가로 이어짐으로 포설조건에 대한 최적화가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 검토 옹벽 조건에 대해 다양한 조건에 대한 포설조건을 고려하여 최적 포설조건 산정을 위한 기초 연구를 수행하였다.
  • 본 연구에서는 보강토 옹벽에 있어서 보강토체 내에 설치되는 배수층의 강우시 간극수압 증가 억제효과에 대한 내용을 다루었다. 이를 위해 먼저 다양한 부직포 포설 조건에 대해 유한요소해석법에 근거한 부정류 침투해석을 수행하였으며 그 결과를 토대로 부직포의 간극수압 저감 메카니즘을 고찰하였다.
  • 본 연구에서는 보강토 옹벽의 강우시 안정성 증대 방안으로서 부직포를 이용한 배수기능 확보 가능성 여부를 검토하였다. 이를 위해 불포화토 개념이 접목된 유한요소해석 개념의 부정류해석을 수행하였으며 이를 불포화토 전단강도 개념에 근거한 한계평형해석과 연계시켜 안정성에 미치는 영향을 고찰하였다.
  • 이는 강우시 침투는 시간의존적이므로 안전율 또한 시간의존적 변화를 보인다고 할 수 있다. 이러한 경향을 검토하기 위해 앞서 언급한 침투해석-사면안정해석 연계 개념을 도입하여 본 연구에서 고려한 조건에 대한 강우시 시간대별 보강토 옹벽의 안전율 변화 경향을 고찰하였다. 이때 보다 객관적인 검토와 검토의 일관성을 유지하고자 파괴면이 보강토체 내부를 통과하는 파괴 모드에 대해 국한하였으며 따라서 사면안정해석시 파괴면이 보강토체 내부를 통과하도록 구속조건을 부여하였다.

가설 설정

  • 즉, 부직포가 포설되지 않은 경우와 일정간격 및 길이로 포설된 조건들에 대한 검토를 수행하였다. 대상 옹벽의 보강조건은 내외적 안정성이 확보되도록 허용인장강도 65kN/m의 보강재 길이 0.7H, 간격 0.6m로 포설되는 것으로 가정하였다.
  • 이때 기초지반의 포화 투수계수는 8.0×10-8m/sec를 적용하였고, 지하수위는 GL(-) 5m에 위치하는 것으로 가정하였다.
  • 한편, 보강토 옹벽은 앞서 언급한 붕괴현장의 옹벽 시공에 사용된 뒤채움흙이 적용되는 것으로 가정하였다. 당 현장의 뒤채움흙은 통일분류법에 근거할 때 SM 혹은 SC으로 분류되는 흙으로서 우리나라의 시공여건을 볼때 일반적으로 적용되는 뒤채움흙으로 간주할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
보강토 공법이 국내에 널리 보급된 시기는 언제인가? 1990년도 중반 이후 국내에 널리 보급 되어 적용되고 있는 보강토 공법은 경제성, 시공성 등의 이점으로 인해 콘크리트 옹벽의 대체 공법으로 적용되고 있다. 도입 초기에는 조경, 부지조성 및 도로 성토부 등에 제한적으로 적용했으나 영구구조물의 일부로 적용되고 있는 등 그 사용범위가 확대되고 있다.
일반옹벽과 더불어 보강토옹벽 등 토류구조물은 어느 시기에 많이 발생하는가? 일반옹벽과 더불어 보강토옹벽 등 토류구조물은 여름철 강우시에 많이 발생한다(Koerner & Soong 2001). 이러한 문제를 야기시키는 많은 원인중의 하나는 강우로 인한 토체내의 침투는 토체의 모관흡수력(suction)을 감소시키고 더 나아가 전단강도를 감소시킴으로서 전반적인 안정성을 감소시키 때문이라고 할 수 있다.
도입 초기에 보강토 공법은 어디에 적용되었는가? 1990년도 중반 이후 국내에 널리 보급 되어 적용되고 있는 보강토 공법은 경제성, 시공성 등의 이점으로 인해 콘크리트 옹벽의 대체 공법으로 적용되고 있다. 도입 초기에는 조경, 부지조성 및 도로 성토부 등에 제한적으로 적용했으나 영구구조물의 일부로 적용되고 있는 등 그 사용범위가 확대되고 있다. 현재 적용되고 있는 대부분의 보강토 옹벽은 안전하게 시공되고 있으나 시공 여건이 열악해 지고 장대화 되는 추세여서 다양한 시공조건에서 보다 안전하고 경제적인 보강토 옹벽의 시공을 위해서는 실무와 이론의 틈을 좁히기 위한 많은 연구가 필요한 실정이다.
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