DOI QR코드

DOI QR Code

가압식 그라우팅 쏘일네일 보강사면의 거동분석

Stability Analysis for a Slope Reinforced with Pressure Grouted Soil Nails

  • 김용민 (연세대학교 토목환경공학과) ;
  • 윤여혁 (극동건설 기술연구소) ;
  • 이성준 (청주대학교 토목환경공학과) ;
  • 정상섬 (연세대학교 토목환경공학과)
  • 투고 : 2011.05.30
  • 심사 : 2011.12.20
  • 발행 : 2011.12.30

초록

본 연구에서는 유한요소해석 및 전단강도 감소기법을 적용하여 가압식 그라우팅 쏘일네일로 보강된 사면의 시공 단계를 고려한 사면안정 해석을 수행하였으며 무보강 자연사면 및 중력식 그라우팅 쏘일네일로 보강된 사면의 안전율과 비교함으로써 가압식 그라우팅 쏘일네일의 사면 보강효과를 분석하였다. 그 결과, 가압식 그라우팅 쏘일네일로 보강된 사면의 안전율이 중력식 그라우팅 쏘일네일로 보강된 사면에 비해 50% 이상 크게 나타났으며, 쏘일네일의 길이가 증가할수록 가압에 따른 보강효과가 우수한 것으로 나타났다. 또한 가압에 의해 사면 활동파괴영역이 확대됨에 따라 사면 전단저항 능력이 증가하는 것을 확인하였으며, 쏘일네일의 인발저항력이 사면보강에 가장 큰 영형을 미치는 것을 알 수 있었다.

This paper describes a new numerical analysis technique in stability analysis for a slope reinforced with pressure grouted soil nails. The installing effect of pressure grouted soil nails can be simulated in this method. Shear strength reduction method associated with finite element method is used for slope stability analysis. Factors of safety for a slope reinforced with pressure grouted soil nails are compared with those for a natural slope and a slope reinforced with gravity grouted soil nails in order to investigate their reinforcing effects. More than 50% increase in the factor of safety is obtained when the slope is reinforced with pressure grouted soil nails compared to the one with gravity grouted soil nails. The reinforcing effects of pressure grouted soil nails become obvious with increase in their length. The reinforcing mechanism of the pressure grouted soil nails for the slope stability can be explained by the slope failure surface expanding gradually toward the backfill. The increased stability of the slope reinforced with pressure grouted soil nails results mainly from their improved pull-out resistance.

키워드

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국연구재단

참고문헌

  1. 권영기, 정상섬 (2009), 강성 쏘일네일 보강 사면의 전단저항 효과, 대한토목학회 논문집, 제29권 제6C호, pp.295-301.
  2. 김낙경, 김성규, 박종식 (2008), 앵커 하중전이에 따른 사면의 안전율 비교 연구, 한국지반공학회논문집, 제24권 제11호, pp.55-60.
  3. 김홍택, 강인규, 권영호 (2004), 전면벽체의 강성이 Soil Nailing시스템의 전체안정성에 미치는 영향, 한국지반환경공학회 논문집, 제5권 제3호, pp.51-60.
  4. 배경태, 최경집, 조국환, 김현정, 김지환 (2008), 고무막 패커시스템을 적용한 가압그라우팅 쏘일네일링 공법의 인발거동 특성,한국지반공학회 봄 학술발표회 논문집, pp.405-411.
  5. 서형준, 박성원, 정경한, 최항석, 이인모 (2009), 공팽창이론에 의한 압력식 쏘일네일링의 인발저항력 산정, 한국지반공학회 특별논문집, 제25권 제7호, pp.35-46.
  6. 신풍컨설턴트・배재대학교 (2007), 강관 다단 쏘일네일링 공법의최적 시공 및 설계법 개발, 최종 연구보고서.
  7. 이선근 (2003), 전단강도 감소기법을 이용한 보강사면의 상호작용 효과, 석사학위 논문 연세대학교.
  8. 정경한, 박성원, 최항석, 이충원, 이인모 (2008), 가압 그라우팅쏘일네일링의 인발저항력 증가 원인데 관한 연구, 한국지반공학회 논문집, 제24권 제4호, pp.101-114.
  9. 정상섬, 김영호 (2009), 탄소성 방법과 유한요소법에 의한 붕괴토류벽의 거동차이 분석, 한국지반공학회 논문집, 제25권 제4호,pp.19-30.
  10. 조재연, 이성준, 정상섬 (2010), 가압그라우팅 쏘일네일링 공법의인발거동 특성, 한국지반공학회 논문집, 제26권 제2호, pp.15-22.
  11. ABAQUS (2010). Theoretical user's manual (ver. 6-10). Hibbit, Karlsson and Sorensen, Inc.
  12. Duncan, J. M., and Dunlop, P. (1969). "Slopes in stiff fissured clays and soils", J. Soil Mech. Found. Div., ASCE, Vol.95, No.5, pp.467-492.
  13. Griffiths, D. V., and Lane, P. A. (1999). "Slope stability analysis by finite elements", Geotechnique, Vol.49, No.3, pp.387-403. https://doi.org/10.1680/geot.1999.49.3.387
  14. Jeong, S. S., Kim, B. C., Won, J. O., and Lee, J. H. (2003). "Uncoupled analysis of stabilizing piles in weathered slopes", Computers and Geotechnics, Vol.30, No.8, pp.671-682. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2003.07.002
  15. Matsui, T., and San, K. C. (1992). "Finite element slope stability analysis by shear strength reduction technique", Soils and Foundations, Vol.32, No.1, pp.59-70. https://doi.org/10.3208/sandf1972.32.59
  16. Naylor, D. J. (1981). "Finite element and slope stability", Numer. Meth. in Geomech. and Proc. NATO Advanced study Institute, Lisbon, Portugal, pp.229-244.
  17. Snitbhan, N., and Chen, W. F. (1976). "Elastic-plastic large deformation analysis of soil slopes", Comput. Struct., Vol.9, pp.567-577.
  18. Su, L. J., and Yin, J. h. (2007). "Numerical simulation of pressure grouting in soil nail pull-out tests", Key Engineering Material, Vols.353-358, pp.1037-1040. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.353-358.1037
  19. Won, J. O., Jeong, S. S., and Kim, S. I. (2005). "Coupled effects in stability analysis of pile-slope systams", Computers and Geotechnics, Vol.32, pp.304-515. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2005.02.006
  20. Zienkiewicz, O. C., and Taylor, R. L. (1989), "The finite element method", Vol.1, 4th edn, London, New York: McGraw-Hill.
  21. Zienkiewicz, O. C., Humpheson, C., and Lewis, R. W. (1975). "Associated and non-associated visco-plasticity and plasticity in soil mechanics", Geotechnique, Vol.25, No.4, pp.671-689. https://doi.org/10.1680/geot.1975.25.4.671