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문제 정의
- 락앵커의 극한지지력의 산정은 앞에서 언급한바 있듯이 각 파괴 형태에서의 극한하중 가운데서 가장 낮은 것을 취해야 한다. 본 설계법의 목적은 락앵커의 4가지 파괴 유형 중에서 텐던의 인장파괴가 가장 먼저 일어나게 함으로써 암반이나 접합부에서의 취성파괴보다 텐던부의 연성파괴로 유도하고자 함에 있다. 그림 3에서 암의 인발지지력 곡선과 텐던-그라우트의 부착지지력 곡선의 만나는 점이 주어진 락앵커의 취성파괴와 연성파괴를 구분하는 텐던의 길이가 되고 이보다 더 긴 텐던을 이용하여 설계할 때 연성파괴를 유도할 수 있을 것이다.
- 텐던의 파괴 외의 다른 세 가지의 파괴는 취성(brittle)파괴 양상을 갖게 된다. 본 연구는 다른 세 가지의 취성파괴가 일어나기 전에 텐던의 연성파괴가 가장 먼저 일어나도록 유도하는 설계법을 제안하고자 한다.
- 본 연구는 한국전력공사의 “송전철탑 락 앵커기초 설계기준 수립에 관한 연구”의 일환으로 신옥천지역 석회암지대 12공에 대해 약 1~6m의 락 앵커를 암반에 설치하고 파괴 시까지 인발하여 각 앵커의 파괴양상을 관찰하고 락 앵커 파괴시의 인장력을 측정하였다.
가설 설정
- 인발 하중을 받는 락 앵커의 파괴는 a) 텐던의 인장 파괴, b) 텐던-그라우트 경계면의 전단파괴, c) 그라우트-암 경계면의 전단파괴, d) 암의 쐐기형 인장 파괴와 같은 파괴 양상을 보인다. 텐던의 파괴는 작용하중의 인장 파괴에 기인하여 발생하는 연성(ductile)파괴이다.
- 본 연구에서는 Littlejohn(1977)이 제시한 바처럼, 풍화되지 않은 암반에서 앵커 플레이트를 사용하지 않은 조건을 사용하여 꼭지각의 크기는 90°, 꼭지각의 위치는 앵커길이의 중간지점에서 발생한다고 가정하여 암의 인발 지지력을 구해보았다.
- 본 연구에서와 같이 단독 앵커만을 고려할 때 대부분의 엔지니어들은 인발된 암의 형상을 그림 2와 같은 원뿔 모양으로 가정하였다. 인발된 암의 원뿔 파괴 시 발생위치와 원뿔의 꼭지각의 크기는 매우 다양하다.
- 일반적으로 설계자들은 인발된 암의 형상을 그림 2와 같이 역 원뿔(inverted cone) 모양으로 가정한다. 락 앵커의 파괴형태 중 암반의 취성 파괴는 매우 위험한 결과를 초래하게 된다.
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