Behavior of Geosynthetic Reinforced Modular Block Walls with Settlement of Foundation

기초지반의 침하가 계단식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 영향

This paper presents the results of an investigation on the effects of settlement of foundation on the behavior of geosynthetic-reinforced modular block walls in a tiered arrangement using the finite-element method of numerical analysis. A parametric study was performed by varing the foundation condition and offset distance between the tiers and reinforcement length of the lower and upper tier using varified finite-element model. The finite-element analysis provided relevant information on the mechanical behavior of the wall and interaction mechanism between the upper and lowers that was otherwise difficult to obtain from the limit-equilibrium analysis based current design approaches. Practical implications of the findings obtained from this study to current design approaches are discussed in great detail.

본 논문에서는 계단식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 기초지반 침하의 영향에 관한 연구내용을 다루었다. 이를 위해 국내에서 기 시공된 현장 계단식 보강토 옹벽의 설계단면을 일반화하여 기본적인 설계단면을 설정하고, 검증된 유한요소모델을 이용하여 기초지반의 조건 및 상단의 이격거리에 대한 매개변수연구를 실시하였다. 그 결과 기초지반의 강성저하로 인해 기초지반의 침하와 아울러 보강토체의 강체이동이 발생하며, 이는 외적안정성을 감소시켜 벽체의 수평변위 및 유발인장력이 증가되는 원인으로 작용할 뿐만 아니라 하단옹벽의 내적안정성 저하의 원인으로도 작용하는 것으로 나타났다. 또한 상단의 이격거리가 증가함에 따라 하단의 벽체 변위와 유발인장력은 감소하는 양상을 나타냈으나 이격거리가 크지 않은 경우 상단옹벽 처리기준의 차이에도 불구하고 그 감소폭이 적어 상단옹벽의 영향평가 기준에 대한 추가 연구가 필요한 것으로 나타났다. 본 고에서는 이러한 연구 결과를 토대로 현 FHWA 설계기준설계기준의 타당성을 검토하였으며, 해석적 결과에 근거하여 불량한 기초 지반 조건하에 시공되는 옹벽에 대한 설계 주안점을 제시하였다.