Application of Stepped Isothermal Methods to Lifetime Prediction of Geogrids

SIM을 적용한 성토보강용 지오그리드의 수명예측

The failure of geogrids can be defined as an excessive creep strain which causes the collapse of slopes and embankments. In this study, the lifetime of knitted polyester geogrids was predicted by using SIM(Stepped Isothermal Methods using TTS principal) and statistical data analysis techniques. The results indicate that the creep strain was 8.74, 8.79, 8.80% with 2.16~2.20% of CV% at 75, 100, 114 years, respectively and the creep strain reaches 9.3% after 100 years of usage at $27^{\circ}C$ which meets the required lifetime(creep strain less than 10% after 100 years of usage) in the fields. The SIM method is shown to be effective in reduction of uncertainty associated with inherent variability of multi-specimen tests and shorter test times than conventional TTS(Time-Temperature Superposition).

사면 또는 옹벽 등 토목구조물에 보강용으로 적용되는 지오그리드의 고장은 토목구조물의 형태변형을 유발할 수 있는 과도한 크리프 변형으로 정의할 수 있다. 본 연구에서는 지오그리드의 크리프 변형을 단시간에 시험할 수 있는 SIM(Stepped Isothermal Methods)과 통계적 수명평가기법을 적용하여, Polyester 편포형 지오그리드의 수명을 예측하였다. 그 결과 예측한 75, 100, 114년에서의 크리프 변형율은 각각, 8.74, 8.79, 8.80%이고, CV%는 2.16~2.20%로 매우 반복성 있는 결과를 보여준다. 수명 예측 결과는 $27^{\circ}C$에서 100년 사용 후 지오그리드의 크리프 변형율이 9.3%로 추정되었고, 현장에서 요구되는 수명(100년 사용 후 크리프 변형율 10% 미만)을 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 이 연구를 통하여, SIM을 적용할 경우 기존의 시간-온도 중첩원리(Conventional Time-Temperature Superposition)를 적용한 수명평가 방법에 비하여 시료간의 편차를 최소화 시킬 수 있고 또한 99.5%의 시험시간을 단축시킬 수 있어서 매우 효과적인 것으로 판단된다.