연약지반상의 보강성토의 안정해석에 관한 연구

A Study on the Stability Analysis of Reinforced Embankment on the Soft Ground

선행재하공법은 압밀에 의해 침하를 발생시켜 구조물에 유해한 침하를 미리 끝나게 하여 잔류침하를 방지하고, 지반의 강도를 증가시켜서 구조물 기초지반의 전단파괴를 방지하거나 지지력을 증대시킬 목적으로 사용된다. 그러나 선행재하공법을 위해서 연약지반 위에 성토할 때 재하 하중에 의해서 큰 변형이 발생하게 되며, 또한 활동파괴가 발생할 우려도 높다. 이러한 활동파괴를 방지하기 위해 성토체 내부에 인장보강재를 설치하는 보강토 공법이 많이 사용되고 있다. 그러나 현재까지 성토하중에 의한 점토지반의 강도증가율과 성토보강재의 저항력을 동시에 고려한 안정해석에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 위의 내용을 포함한 연약지반상 성토의 안정해석용 프로그램(REAP)을 개발하였다. 본 프로그램(REAP)을 사용하면 단계성토를 하는 과정 중 안정해석을 행하여, 설계허용안전율 이하가 되는 위치에서 안정대책을 수립할 수 있다. 그리고 활동파괴면의 위치를 계산하여, 그 위치에서 보강재력을 인장강도 또는, 상대변위에 의해 발생한 인장력으로 나누어 안정해석에 적용할 수 있으며, 보강재력에 의해 증가된 저항모멘트도 계산할 수 있다. 또 예상되는 공사기간을 추정할 수 있으며, 성토체의 안정을 유지하기 위한 적절한 대책공법의 선정시기를 결정할 수 있으므로 안전하고 경제적인 성토의 설계가 가능하다.

Preloading method is used to prevent the settling of a foundation and to increase the strength of ground by consolidation settlement in advance. But, the embankment used in preloading method brings large deformation and sliding failure in the soft ground. Recently, reinforcement method is often used in embankment in order to prevent sliding failure. But, until now, the research on the stability analysis considering both the rate of strength increase of clay by embankment load and increase of resistance force by the geosynthetics in the embankment body is not found. In this study, the stability analysis program(REAP) for embankment including these two points is developed. By this program(REAP), the stability analysis can be done about during the gradual increase of embankment and the stability counterplan can be established when the safety factor is lower than allowable safety factor of design. After calculating the position of sliding failure surface, the force of geosynthetics which is selected by either the effective tensile strength or tensile force caused by the displacement of soil mass in this position is applied to stability analysis. And the increase of resisting moment can be calculated by this force. Also, the construction period can be estimated and the time for the appropriate counterplan can be decided in order to maintain the stability of embankment. And then, safe and economical embankment design can be performed.