초록 ▼

본 연구의 목적은 굴착단계별 토류벽의 거동예보 시스템(Behavior Prediction System, BPS)을 개발하는 것이다. 1차년도 연구에서는 토류벽의 굴착단계별 거동을 예측할 수 있는 해석기법과 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며 해석기법은 흙과 구조물의 상호작용을 고려할 수 있는 탄소성이론을 기초로 하였다. 또한 가설 토류벽을 대상으로 현장계측이 이루어졌다.
개발된 프로그램에 의한 예측치를 현장계측치 및 범용프로그램들에 의한 예측치와 비교하였으며 이를 통해 개발된 해석기법이 토류벽 거동에 대해 다른 프로그램보다 신뢰성있

본 연구의 목적은 굴착단계별 토류벽의 거동예보 시스템(Behavior Prediction System, BPS)을 개발하는 것이다. 1차년도 연구에서는 토류벽의 굴착단계별 거동을 예측할 수 있는 해석기법과 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며 해석기법은 흙과 구조물의 상호작용을 고려할 수 있는 탄소성이론을 기초로 하였다. 또한 가설 토류벽을 대상으로 현장계측이 이루어졌다.
개발된 프로그램에 의한 예측치를 현장계측치 및 범용프로그램들에 의한 예측치와 비교하였으며 이를 통해 개발된 해석기법이 토류벽 거동에 대해 다른 프로그램보다 신뢰성있는 결과를 산출함을 알 수 있었다.
2차년도 연구는 현장시공(적용)시 발생할 수 있는 문제점에 대한 연구와 다양한 현장에 대한 계측결과의 수집 및 분석에 대한 연구를 시행하였으며, 1차년도의 연구를 이용하여 굴착단계마다 토류벽의 거동을 파악하고 현장계측결과를 효율적으로 반영할 수 있는 역해석기법을 개발하여 토류벽 거동의 예보체제로 활용할 수 있는 유지관리시스템을 구축하였다.
또한 굴착구조물과 인접지반에 대한 응력과 변위의 양 및 변화추세를 기존 문헌과 국내 사례를 통해 연구함으로써 관리기준치를 제시하였다.

Abstract ▼

The objective of this research is to develop the behavior prediction systems(BPS) of the earth retaining structure under construction. In the first year of the research, an analytical technique and a computer code are developed to predict the sequential behavior of the earth retaining structure.

The objective of this research is to develop the behavior prediction systems(BPS) of the earth retaining structure under construction. In the first year of the research, an analytical technique and a computer code are developed to predict the sequential behavior of the earth retaining structure.
The technique is based on the elastc-plastic theory accounting for the soil-structure interaction. In-situ measurement is also carried out with an temporary earth retaining wall. The behavior predicted by the developed program is compared with other commercial programs and in-situ measured/data. The developed technique is proved to predict the behavior of the earth retaining structure better than other commercial ones.
The purpose of the second year research is to establish the maintaining management system(MMS) which can be applied to Behavior Prediction System of retaining sructure.
To establish the MMS following studies were executed.
1) A study on the problems which can be occurred in construction.
2) Collect and analyze the measurements in different in-situ condition.
3) Develop the back analysis method which can grasp the behavior of earth retaining sturucture at each construction stage and can reflect the results of measurements effectively with results of the first year research.
This study proposed the standard value for management by studying the both quantity and trends of stress and displacement in braced excavation and nearby ground through the references and many Korean cases.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• EXECUTIVE SUMMARY...5
• 목차...7
• 1. 서 론...33
• 1.1. 연구개발의 최종목표...33
• 1.2. 년차별 연구개발 목표 및 내용...33
• 1.3. 연구방법...35
• 1.4. 연구법위 및 제한사항...38
• 2. 토압 이론...39
• 2.1. Rankine-Riesal 토압...39
• 2.2. Coulomb 토압...42
• 2.3. Dubrova 토압...44
• 2.4. Terzaghi-Peck 수정토압...45
• 2.5. Tschebotarioff 토압...45
• 2.6. NAVFAC 토압(어스 앵커 지지벽의 경우)...46
• 3. 흙막이 벽의 해석방법...47
• 3.1. 고전토압론에 의한 해석법...48
• 3.1.1. 지지구조가 없는 경우...48
• 3.1.2. 지지구조가 있는 경우...50
• 3.1.2.1. 자유단 지지법...50
• 3.1.2.2. 고정단 지지법...51
• 3.2. 탄성보 이론에 의한 해석법...53
• 3.3. 탄소성보법...54
• 3.3.1. Yamagata의 확장법...56
• 3.3.2. Morishige의 탄소성해석법...56
• 4. 탄소성보법을 이용한 흙막이 벽의 모델링...58
• 4.1. 탄소성지반상의 보이론을 이용한 흙막이 구조체의 모델링...58
• 4.2. 하중-변위 곡선을 이용한 흙막이 벽 주변지반의 모델링...64
• 4.2.1. 지반의 한계소성변위...65
• 4.2.2. 지반반력계수의 산정...72
• 4.2.3. 하중-변위곡선의 작성...73
• 4.3. 흙막이 벽의 모델링...77
• 4.4. 흙막이 벽 해석프로그램의 알고리즘...78
• 4.5. 흙막이 벽 해석프로그램의 검증...80
• 4.5.1. Texas 1단 앵커 사례...80
• 4.5.2. Texas 2단 앵커 사례...81
• 4.5.3. 해석결과...83
• 4.6. 국내 계측사례를 이용한 기존프로그램들과의 비교...87
• 4.6.1. A현장 계측사례...87
• 4.6.2. B현장 계측사례...90
• 4.6.3. C현장 계측사례...92
• 5. 계측관리...95
• 5.1. 계측의 목적...95
• 5.2. 계측의 운영...97
• 5.3. 계측계획...99
• 5.3.1. 계측항목의 선정...99
• 5.3.2. 계측기의 선정...101
• 5.3.2.1. 경사계(Inclinometer)...104
• 5.3.2.2. 지하 수위계(Standpipe Piezometer)...108
• 5.3.2.3. 하중계(Load Cell)...110
• 5.3.3. 계측빈도...112
• 5.3.4. 계측지점의 선정...113
• 5.3.5. 계측기 사용상 문제점과 대책...114
• 5.4. 계측관리 시스템의 구축...117
• 5.4.1. 현장 계측시스템의 구성...117
• 5.4.2. Network 시스템 구성...119
• 5.4.3. 의사결정 시스템...121
• 5.5. 계측의 신뢰도와 보정...122
• 5.5.1. 경사계...122
• 5.5.1.1. 경사계 오차 발생요인...122
• 5.5.1.2. 보정기법...127
• 5.5.2. 하중계...128
• 5.5.2.1. 오차의 원인...129
• 5.5.2.2. 보정작업...129
• 5.5.3. 변형률 측정계...130
• 5.5.4. 건물경사계...132
• 6. 관리기준치 설정...134
• 6.1. 계측관리방법...134
• 6.1.1. 시간경과시 변화에 의한 관리...134
• 6.1.2. 관리기준치에 의한 절대관리...135
• 6.1.3. 예측에 의한 관리...137
• 6.2. 가설 구조물의 관리기준의 기준...137
• 6.2.1. 흙막이 벽체의 수평 변위 기준...138
• 6.2.1.1. 외국사례...138
• 6.2.1.2. 국내사례...139
• 6.2.2. 지하수위 저하의 영향 기준...143
• 6.2.3. 지지구조물의 응력기준...143
• 6.2.4. 진동 및 소음 기준...144
• 6.3. 인접 구조물의 관리기준 설정...145
• 6.3.1. 피해정도에 의한 기준...146
• 6.3.2. 허용 지반침하량 기준...146
• 6.3.3. 주변지반의 침하...150
• 6.3.3.1. Caspe의 방법...151
• 6.3.3.2. Peck의 방법...152
• 6.3.3.3. O’Rourke의 밥법...153
• 6.3.3.4. Mana & Clough의 방법...155
• 6.3.3.5. Fry et al. 방법...161
• 6.3.3.6. Clough et al. 방법...163
• 6.4. 굴착공사 안정유지대책...165
• 7. 흙막이 벽의 역해석...166
• 7.1. 역해석 기법...167
• 7.1.1. 최적화 방법에 따른 분류...167
• 7.1.1.1. 역산법...167
• 7.1.1.2. 시산법...167
• 7.1.1.3. 직접법...168
• 7.1.1.4. 통게적인 방법...169
• 7.1.1.5. 본 연구에서 사용한 최적화 기법...169
• 7.1.2. 목적함수의 구성방법에 따른 분류...173
• 7.1.2.1. 기존의 역해석 기법...173
• 7.1.2.2. 본 연구에서 제안하는 역해석 기법...174
• 7.2. 역해석 대상의 선정...179
• 7.3. 역해석 프로그램의 검증 및 설계변수의 경향분석...179
• 7.3.1. 한 단계의 계측자료를 이용한 경우...181
• 7.3.2. 비연속적인 두 단계 이상의 계측자료를 이용한 경우...188
• 7.3.3. 연속된 두 단계 이상의 계측자료를 이용한 경우...191
• 7.3.4. 결과분석...195
• 8. 개발된 예측관리 프로그램의 검증을 위한 모형실험...196
• 8.1. 흙막이 벽 모형토조의 제작 및 계측장비...196
• 8.1.1. 흙막이 벽 모형토조의 제작...196
• 8.1.2. 모형실험용 시료...200
• 8.1.2.1. 입도분포...200
• 8.1.2.2. 역학실험...201
• 8.1.3. 실험용 벽체의 종류 및 앵커강선의 제원...203
• 8.1.4. 계측장비의 구성...205
• 8.2. 모형토조 계측사례를 이용한 검증...209
• 8.2.1. 모형토조 계측사례 #1...210
• 8.2.2. 모형토조 계측사례 #2...213
• 8.2.3. 모형토조 계측사례 #3...216
• 8.2.4. 모형토조 계측사례 #4...219
• 9. 결 론...222
• 참고문헌...224
• 부 록(계측치와의 비교분석)...232
• 서지자료...264
• BIBLOGRAPHIC DATA SHEET...265