This study, as basic research which was intended to develope the surface reinforcement method using reinforcement material which is applicable to very soft ground in Korea, was aimed at proposing the design parameter for the surface ground improvement method. To that end, a wide width tensile test u...
This study, as basic research which was intended to develope the surface reinforcement method using reinforcement material which is applicable to very soft ground in Korea, was aimed at proposing the design parameter for the surface ground improvement method. To that end, a wide width tensile test using geotextile, geogrid and steel bar (substitute for bamboo) and 49 kinds of the laboratory model tests were conducted. And the result the study suggested $\beta_s$, the stiffness coefficient to evaluate the stiffness effect of reinforcement materials. Then, it was also found that the stiffness coefficient, $\beta_s$ as the testing constant would be appropriate as high as 1.0, 1.1 and 1.5 for geotextile, geogrid and steel bar, respectively. And It was evaluated that the stiffness effect affecting reinforcement improvement effect would be reduced as the thickness of embeded depth increases and that RFe, the stiffness effect reduction coefficient would have positive correlation with H/B. Finally, it was confirmed that the bearing capacity gained from the method to calculate bearing capacity, which was suggested in the study, would almost correctly estimate the capacity, demonstrating the appropriateness of the proposed bearing capacity calculation method.
This study, as basic research which was intended to develope the surface reinforcement method using reinforcement material which is applicable to very soft ground in Korea, was aimed at proposing the design parameter for the surface ground improvement method. To that end, a wide width tensile test using geotextile, geogrid and steel bar (substitute for bamboo) and 49 kinds of the laboratory model tests were conducted. And the result the study suggested $\beta_s$, the stiffness coefficient to evaluate the stiffness effect of reinforcement materials. Then, it was also found that the stiffness coefficient, $\beta_s$ as the testing constant would be appropriate as high as 1.0, 1.1 and 1.5 for geotextile, geogrid and steel bar, respectively. And It was evaluated that the stiffness effect affecting reinforcement improvement effect would be reduced as the thickness of embeded depth increases and that RFe, the stiffness effect reduction coefficient would have positive correlation with H/B. Finally, it was confirmed that the bearing capacity gained from the method to calculate bearing capacity, which was suggested in the study, would almost correctly estimate the capacity, demonstrating the appropriateness of the proposed bearing capacity calculation method.
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문제 정의
본 연구는 강성도를 고려할 수 있는 표층처리공법 지지력산정방법을 제안하는 것을 목적으로 수치해석을 통해 경계조건을 고려한 실내모형실험을 제작하여, 표층처리재의 재료특성이 서로 다른 3종류(지오텍스타일, 지오그리드, 강봉(대나무 대채재료))를 이용한 실내실험 및 현장시험을 수행하였다. 실험결과로부터 강성도 효과를 평가할 수 있는 지지력산정식을 제안하였고, 그 적정성을 평가하였다.
본 연구에서는 강성도를 고려할 수 있는 표층처리공법 지지력산정방법을 제안하는 것을 목적으로 실내모형실험 및 현장시험을 수행하였다. 실험결과로부터 강성도 효과를 평가할 수 있는 지지력산정식을 제안하였고, 그 적정성을 평가하였다.
전술한 것과 같이 Yamanouchi 제안식(1985)에 사용되는 설계정수인 θ 와 r 은 지오그리드 및 지오텍스타일과 같은 연성보강재가 지지력효과에 미치는 영향을 명확히 평가하는데 비해 대나무 망과 같은 강성도가 큰 재료의 지지력효과에 미치는 강성도의 영향을 적정히 평가하지 못하는 것으로 확인되었다. 이로써 본 연구에서는 보강재의 강성도 효과를 평가할 수 있는 지지력평가방법을 제안하였다. 먼저, 보강재의 강성도 효과를 평가할 수 있는 강성도계수 βs 를 제안하여, 식 (6)의 보강재의 인장력으로 인해 발생되는 지지력 항에 대입하여 지지력효과에 미치는 보강재의 강성도효과를 평가하였다.
제안 방법
강성도계수 βs 는 실험정수로서 복토두께의 증가에 따라 보강재의 강성도 효과는 감소되며 복토두께 증가로 인한 보강재 강성효과의 감소경향을 평가하기 위하여 복토두께에 의한 보강재의 강성효과 감소계수 RFe가 제안하였다.
5를 추천하며, 특수환경의 경우는 기술자 판단에 의해 결정한다. 또한 초연약지반인 경우에는 RFr 을 0.25 이하(복토하중에 의한 소성유동, 응력집중 등)로 제안하였다. 여기서 초연약지반이라 함은 일반적으로 지반강도 1.
먼저, 보강재의 강성도 효과를 평가할 수 있는 강성도계수 βs 를 제안하여, 식 (6)의 보강재의 인장력으로 인해 발생되는 지지력 항에 대입하여 지지력효과에 미치는 보강재의 강성도효과를 평가하였다.
본 실내모형실험에서는 최대 100mm까지 측정가능하며 오차범위 1/100mm변위를 측정할 수 있는 자기저항식 변위계(LVDT)와 연약지반 표층처리재의 정성적인 거동을 실시간으로 측정하기 위하여 최대측정범위는 200mm로 오차범위가 1/100mm인 비접촉 변형율게이지(Laser Displacement Transducer)를 이용하였다. 변위계 설치 간격은 예비실험을 통해 결정하였으며 이를 이용하여 성토체 중앙부의 침하와 인접지반의 연직변위를 측정하였다. 그림 1에 제작한 실내 모형시험 장치의 계통도를 나타내고 있다.
모형토조 크기는 길이 2,000mm, 높이 1,000mm, 폭 500mm이며, 수치해석을 통한 경계조건을 조사하여 결정하였다. 본 실내모형실험에서는 최대 100mm까지 측정가능하며 오차범위 1/100mm변위를 측정할 수 있는 자기저항식 변위계(LVDT)와 연약지반 표층처리재의 정성적인 거동을 실시간으로 측정하기 위하여 최대측정범위는 200mm로 오차범위가 1/100mm인 비접촉 변형율게이지(Laser Displacement Transducer)를 이용하였다. 변위계 설치 간격은 예비실험을 통해 결정하였으며 이를 이용하여 성토체 중앙부의 침하와 인접지반의 연직변위를 측정하였다.
)에 대한 명확한 근거는 없으며 일반적으로 설계자의 판단에 의해 경험적으로 사용되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 애로를 해결하기 위하여 현장에서 사용이 간편하고 근거에 입각한 허용인장강도(Ta)를 식 (10)과 같이 제안하였다. 식 (10)의 RFr 은 시공시 유발되는 보강재 감소계수(복토재 포설시 보강재 손상, 연직배수재 타설시 손상, 화학적, 미생물적 손상 등)로 일반적으로 0.
본 연구는 강성도를 고려할 수 있는 표층처리공법 지지력산정방법을 제안하는 것을 목적으로 수치해석을 통해 경계조건을 고려한 실내모형실험을 제작하여, 표층처리재의 재료특성이 서로 다른 3종류(지오텍스타일, 지오그리드, 강봉(대나무 대채재료))를 이용한 실내실험 및 현장시험을 수행하였다. 실험결과로부터 강성도 효과를 평가할 수 있는 지지력산정식을 제안하였고, 그 적정성을 평가하였다.
즉 Prandtl류의 지지력이론에 따르면, 하중직하의 쐐기대가 네트에 닿고 네트를 통해서 새로운 형태의 쐐기대가 형성된다. 이것을 이용하여 네트공법을 상층이 복토, 하층이 연약지반인 2층계 지반으로 모델화하여 지지력식을 제안하였다.
대상 데이터
본 연구에서 제작한 실내모형실험기는 모형토조, 재하장치, 계측장치로 구성되어 있다. 모형토조 크기는 길이 2,000mm, 높이 1,000mm, 폭 500mm이며, 수치해석을 통한 경계조건을 조사하여 결정하였다. 본 실내모형실험에서는 최대 100mm까지 측정가능하며 오차범위 1/100mm변위를 측정할 수 있는 자기저항식 변위계(LVDT)와 연약지반 표층처리재의 정성적인 거동을 실시간으로 측정하기 위하여 최대측정범위는 200mm로 오차범위가 1/100mm인 비접촉 변형율게이지(Laser Displacement Transducer)를 이용하였다.
본 연구에서 제작한 실내모형실험기는 모형토조, 재하장치, 계측장치로 구성되어 있다. 모형토조 크기는 길이 2,000mm, 높이 1,000mm, 폭 500mm이며, 수치해석을 통한 경계조건을 조사하여 결정하였다.
본 연구에서는 전라남도 광양항 3단계 3차 예정지구현장에서 채취한 해성점토를 실내모형실험의 모형지반에 사용하였다. 채취한 시료는 불순물을 제거한 후 재성형하여 실험에 사용하였고, 시료를 대상으로 물리적 특성과 역학적 특성을 조사하기 위해 각종 토질시험을 실시한 결과 광양 점토시료는 비중 2.
성능/효과
1. 실내모형실험결과로부터 얻은 파라미터(Ti, θ, r)로부터 기존의 Yamanouchi 제안식을 이용해 지지력을 평가한 결과, 연성보강재가 지지력효과에 미치는 영향을 명확히 평가하는데 비해 강성도가 큰 재료의 지지력 효과에 미치는 강성도의 영향을 적정히 평가하지 못하는 것이 확인되었다.
2. 본 연구에서는 보강재의 강성도 효과를 평가할 수 있는 강성도계수 βs 를 제안하였고, 제안한 강성도계수 βs 는 실험정수로써 지오텍스타일은 1.0, 지오그리드는 1.1, 강봉은 1.5가 적당하다는 것이 실험을 통해 확인되었다.
3. 보강재 개량효과에 미치는 강성도 효과는 복토두께의 증가에 의해 감소되며, 이러한 강성효과 감소계수 RFe는 H/B와 좋은 상관관계 특성을 나타내는 것으로 평가되었다.
4. 본 연구에서 제안한 지지력 산정방법을 통해 얻은 제안지지력은 현장시험결과로부터 얻은 지지력을 거의 명확히 추정하고 있으며 제안한 지지력 산정방법의 적정성이 확인되었다.
그림 9는 새롭게 제안된 지지력 산정법(식 (12))을 이용하여 산정한 제안지지력과 현장시험 결과로부터 얻은 지지력과의 관계를 나타내고 있다. 그림 9로부터 지오텍스타일, 대나무 망 모두 새롭게 제안된 지지력 산정법을 통해 얻은 지지력은 현장시험결과로부터 얻은 지지력보다 안전측임을 보여주고 있으며, 새롭게 제안된 지지력 산정법의 적정성이 확인되었다.
본 연구에서 사용된 지오텍스타일과 지오그리드는 연성재료로 θ, r은 점토지반의 비배수전단강도에 의존하며 西林(1980)가 제안한 범위에 포함되는 것으로 평가되었다.
이로써 본 연구에서 사용한 지오텍스타일과 지오그리드의 θ, r 은 西林(1980) 에 의해 제안된 범위안에 포함되는데 비해 강봉의 θ 는 제안된 범위보다 작은 값을 나타내고, r 은 제안된 범위보다 큰 값을 나타내는 것으로 평가되었다.
전술한 것과 같이 Yamanouchi 제안식(1985)에 사용되는 설계정수인 θ 와 r 은 지오그리드 및 지오텍스타일과 같은 연성보강재가 지지력효과에 미치는 영향을 명확히 평가하는데 비해 대나무 망과 같은 강성도가 큰 재료의 지지력효과에 미치는 강성도의 영향을 적정히 평가하지 못하는 것으로 확인되었다.
제안된 강성도계수 βs 는 실험정수로써 지오텍스타일은 1.0, 지오그리드는 1.1, 강봉은 1.5가 적정하다는 것이 실험을 통해 확인되었다.
본 연구에서는 전라남도 광양항 3단계 3차 예정지구현장에서 채취한 해성점토를 실내모형실험의 모형지반에 사용하였다. 채취한 시료는 불순물을 제거한 후 재성형하여 실험에 사용하였고, 시료를 대상으로 물리적 특성과 역학적 특성을 조사하기 위해 각종 토질시험을 실시한 결과 광양 점토시료는 비중 2.65, 액성한계(LL) 45.9% 및 소성지수(PI) 24.2%이며, 통일분류법의 분류기준에 의하면 CL로 분류되는 것으로 확인되었다. 표 1에 물성시험결과를 나타내었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
설계에 사용되는 미지의 설계정수는 무엇에 따라 복잡하게 변화되는가?
국내에서는 보강재를 이용한 표층처리공법의 지지력 산정식으로 Terzaghi의 지지력이론을 기본으로 하는 Yamanouchi 제안식(1999)이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 보강재로 인한 지지력 증가 효과는 각각 독립적으로 발굴되지 않고 상호관계를 가지고 있으며, 설계에 사용되는 미지의 설계정수는 지반조건이나 시공조건에 따라 복잡하게 변화되며 변형에 수반되는 설계정수의 추정은 매우 어렵다. 이러한 이유로 현장에서는 과거의 시공실적을 근거로 경험적인 설계가 행해지고 있으며 보강재와 지반간의 상호작용에 기초한 설계정수의 산정방법의 정립이 시급한 과제라고 할 수 있다.
강성도를 고려할 수 있는 표층처리공법 지지력산정방법을 제안하는 것을 목적으로 실내모형실험 및 현장시험을 수행하고, 실험결과로부터 강성도 효과를 평가할 수 있는 지지력산정식을 제안, 적정성을 평가한 연구의 결론은 무엇인가?
1. 실내모형실험결과로부터 얻은 파라미터(Ti, θ, r)로부터 기존의 Yamanouchi 제안식을 이용해 지지력을 평가한 결과, 연성보강재가 지지력효과에 미치는 영향을 명확히 평가하는데 비해 강성도가 큰 재료의 지지력 효과에 미치는 강성도의 영향을 적정히 평가하지 못하는 것이 확인되었다.
2. 본 연구에서는 보강재의 강성도 효과를 평가할 수 있는 강성도계수 βs 를 제안하였고, 제안한 강성도계수 βs 는 실험정수로써 지오텍스타일은 1.0, 지오그리드는 1.1, 강봉은 1.5가 적당하다는 것이 실험을 통해 확인되었다.
3. 보강재 개량효과에 미치는 강성도 효과는 복토두께의 증가에 의해 감소되며, 이러한 강성효과 감소계수 RFe는 H/B와 좋은 상관관계 특성을 나타내는 것으로 평가되었다.
4. 본 연구에서 제안한 지지력 산정방법을 통해 얻은 제안지지력은 현장시험결과로부터 얻은 지지력을 거의 명확히 추정하고 있으며 제안한 지지력 산정방법의 적정성이 확인되었다.
국내에서는 보강재를 이용한 표층처리공법의 지지력 산정식으로 무엇이 일반적으로 사용되고 있는가?
국내에서는 보강재를 이용한 표층처리공법의 지지력 산정식으로 Terzaghi의 지지력이론을 기본으로 하는 Yamanouchi 제안식(1999)이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 보강재로 인한 지지력 증가 효과는 각각 독립적으로 발굴되지 않고 상호관계를 가지고 있으며, 설계에 사용되는 미지의 설계정수는 지반조건이나 시공조건에 따라 복잡하게 변화되며 변형에 수반되는 설계정수의 추정은 매우 어렵다.
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