Reduction of Horizontal Earth Pressure on Retaining Structures by a Synthetic Compressible Inclusion

압축성재료를 이용한 콘크리트 옹벽의 수평토압 저감방안에 대한 연구

Current methods for lateral thrust calculations are based on the classical formulations of Rankine or Coulomb. However, the previous studies indicate that lateral earth pressures acting on the wall stem, which is the function of deformation parameters of the backfill, are close to the active condition only in the top half of the wall stem and in the lower half of the wall stem, the lateral earth pressures are significantly in excess of the active pressures. This paper presents the compressible inclusion function of EPS which can results in reduction of static earth pressure by accomodating the movement of retained soil. A series of model tests were conducted to evaluate the reduction of static earth pressure using EPS inclusion and determine the optimum stiffness of EPS. Also, field test was conducted to evaluate the reduction of static earth pressure using EPS inclusion. Based on field test it is found that the magnitude of static earth pressure can be reduced about 20% compared with classical active earth pressure.

통상 콘크리트 옹벽에 작용하는 수평토압 산정에는 Rankine이나 Coulomb의 토압이론을 사용하고 있으나 문헌연구결과, 실제 옹벽 벽체에 발생하는 변위인자에 의한 영향으로 벽체 중단부 이상에서는 주동토압 상태를 나타내고 있으나 벽체 중단부 하단에서는 주동토압보다 큰 토압을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 수평토압을 저감하기 위한 방안의 하나로 압축성 재료인 EPS를 벽체 배면에 설치하여 배면토체의 변위를 인위적으로 유발함으로서 수평토압의 크기를 저감시킬 수 있는 방안을 제시하였다. EPS에 의한 수평토압 저감효과, 최적의 EPS 포설두께 및 밀도를 알아보기 위한 실내모형토조시험을 실시하였으며 그 효과가 검증되었다. 실내모형토조시험에서 도출된 결과를 이용한 현장 시험시공결과, EPS 포설에 의해 약 20%의 수평토압저감효과를 가질 수 있는 것으로 평가되었다.