Abstract
Recently, foundations of heavy structures such as bridge abutments have been built on slopes or near the crest of slopes at an increasing rate. Because the bearing capacity of such foundations is considerably lower than the bearing capacity of the same soil on a level ground, deep footings such as piles and caissons are often used. However, the costs of such methods are generally very high. One of the new techniques to overcome the problem is to place reinforcing members such as geosynthetics or metal strips horizontally at some depths beneath the footings. Rational methods of analysis to predict the bearing capacity of footings in reinforced slopes are therefore needed. This paper proposes an analytical method for estimating the increase in bearing capacity gained from the included horizontal strips or ties of tensile reinforcing in the foundation soil below the footing built near the crest of a slope. A failure mechanism, including the concept of'wide slab effect', adopted in the present study for analyzing the bearing capacity of foundations in reinforced slopes, is established through the observed model test behaviors described by Binquet SE Lee and Huang et al, and the Boussinesq solutions. The analytical results are then compared with the experimental data described in the paper by Huang et al. Also in order to properly evaluate the soil reinforcement interaction, typical pullout test values of the apparent friction coefficient, which usually vary with depths owing to both the increase of the shearing volume and the increase in local stress caused by soil dilatancy, are analyzed and related functionally. Furthermore, analytical parametric studies are carried out to investigate the effect and significance of various pertinent parameters associated with design of reinforced slope foundations. Keywords : Bearing capacity, Reinforced slope, Slab effect, Friction coefficient.
최근에 들어 사면이나 사면 근처에 교대등과 같이 기초하중이 비교적 큰 구조물들이 시공되는 예가 점차 많아지는 경 향을 보이고 있다. 그러나 일반적으로 사면 또는 사면 근처 에 설치되는 기초의 경우는 수평지반에 비해 지지력이 현저하게 떨어지기 때문에, 말뚝이나 케이슨 등과 같은 고가의 깊은기초들이 주로 사용되고 있는 실정이다. 따라서 토목섬유 또는 metal strip등의 보강재를 이용하여 사면을 보강하는 경제적인 공법이 필요시 되고,또한 이와같은 공법에 관련된 합리적인 기초지지력 해석법의 제시가 요구되고 있다. 본 연구에서는 사면 근처에 설치되는 얕은 기초의 지지력 보강을 목적으로 strip등의 보강재를 설치할 경우, 'wide slab effect' 개념등 Huang및 Binquet-Lee등이 모형실험등을 통해 제시한 파괴매카니즘 및 Boussinesq해법 등을 토대로 하여 보강사면에 대한 기초지지력 해석법을 제시하였다. 본 해석법에서는 soil dilatancy 등의 영향에 의한 깊이별 보강재-주변흙 사이의 마찰계수 변화를 함수형태로 표현하여 보강재주변흙 사이의 상호작용을 부분적으로 고려하였으며, 아울러 본 연구를 통해 제시된 기초지지력 해석법의 적합성 검토를 위해 Huang등이 제시한 모형실험결과와 서로 비교하였다. 이외에도, 설계에 관련된 여러 변수들이 기초지지력에 미치는 영향에 대해서도 분석이 이루어졌다.