지오그리드로 보강된 성토지지말뚝의 보강 및 아칭효과분석

Reinforcement Effectiveness and Arching Effect of Geogrid-Reinforced and Pile-Supported Roadway Embankment

본 연구에서는 지오그리드로 보강된 성토지지말뚝의 보강 및 아칭효과를 분석하기위하여 실대형 현장모형시험과 2차원 평면변형 수치해석을 수행하였다. 연약지반 상 지오그리드로 보강된 성토지지말뚝의 현장모형시험은 $3{\times}3$ 콘크리트말뚝을 말뚝간격변화에 따라 연약지반에 타입하고 지오그리드를 포설한 후, 침하량, 수직하중, 지오그리드의 스트레인을 계측하였다. 또한 2차원 수치해석은 범용 유한차분해석 프로그램인 FLAC 2D를 이용하여 현장모형시험에 대한 비교해석을 실시하였다. 각각의 현장모형시험 및 수치해석결과, 말뚝 보강에 의한 지반의 아칭효과는 말뚝캡 중앙부에서 가장 크게 발생하였으며, 말뚝-지반-지오그리드의 강성차이로 인하여 지오그리드에 인장력이 유발되고 지오그리드 인장력발생에 의한 하중전이로 전체 지오그리드 및 성토지지말뚝 보강지반의 부등침하가 급격히 감소하였다. 또한, 말뚝간격에 따른 보강효과는 말뚝간격 $D/b{\geq}6.0$일 경우 보강효과가 거의 없는 것으로 도출되었다.

A pilot scale filed model test and 2-D numerical analysis was conducted to evaluate the effectiveness of constructing a geogrid-reinforced and pile-supported embankment system over soft ground to reduce differential settlement, and the results are presented hearin. Three-by-three pile groups with varying the space between pile were driven into a layer of soft marine clay and a layer of geogrid was used as reinforcement over each pile group. 2-D numerical analysis has been conducted by using the FLAC-2D(Fast Lagrangian Analysis of Continua) program for same condition of field model test. The settlement, vertical stress, and strain of geogrid due to the construction of embankment were measured at various locations. Based on the field model test and numerical analysis results, pile reinforcement generated the soil arching at the midspan of pile cap and the geogrid reinforcement helps reduce the differential settlement of the soft ground by tensile strength of geogrid. Also for $D/b{\geq}6.0$, the effectiveness of geogrid reinforcement in reducing settlement is negligible.