Horizontal Stress Based on the Calculation of Lateral Stress Ratio in Unsymmetrical Space

The backfilled space carl have various shapes such as vertical or lateral symmetric, unsymmetric slope depending on field conditions. Kellogg (1993) suggested the different equations for the backfill earth pressure and the lateral stress ratio considering that the stresses are different between the symmetrically sloped backfilled space and the vertical one. Kellogg (1993) assumed the stress generated on sloped wall surface as the simple internal friction angle of backfilled soil. However, Moon (1997) suggested modified Kellogg equation assuming that stress behavior in the sloped wall will be varied according to the rotation angle of principal stress and the friction of sloped wall surface. This study has compared and investigated the horizontal stresss of unsymmetrical backfilled space numerically and experimentally obtained when Kellogg lateral stress ratio is appled to and when average lateral stress ratio considering unsymmetric backfill slop of left and right are applied to the modified Kellogg equation. It is shown that the horizontal stress on the sloped wall has good match numerically and experimentally in the modified Kellogg equation when Kellogg's lateral stress ratio in symmetric condition is applied to the unsymmetric condition. But the horizontal stress on the vertical wall shows disagreement numerically and experimentally. The horizontal stress results in good agreement numerically and experimentally when the average lateral stress ratio of left and right at unsymmetric slop as applied to the modified Kellogg equation. Therefore, it is estimated that the application of the average lateral stress ratio to the left and right wall should be considered when backfilled space formed unsymmetric conditions.

비대칭 공간의 수평응력비 산정에 따른 수평응력에 관한 연구

되메움되는 공간의 형상은 현장의 여건에 따라 수직 및 대칭 경사 또는 비대칭 경사를 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다. Kellogg(1993)는 대칭적으로 경사진 되메움 공간에서의 응력은 수직한 조건에서의 응력과는 다른 경계 조건이므로 이를 고려한 되메움 토압 이론식과 수평응력비를 제안하였다. Kellogg(1993)는 경사진 벽면에서 발생되는 응력을 되메움 흙의 단순한 내부마찰각으로 가정하였다. 이에 문(1997)은 경사진 벽면에서의 응력의 상태는 벽면마찰과 주응력의 회전방향에 따라 달라질 것을 예상하여 되메움 공간이 비대칭으로 형성되는 경우, 기존의 Kellogg(1993) 이론식에 대한 수정 Kellogg 이론식을 제안한 바 있다. 본 연구에서는 비대칭한 되메움 공간의 수평응력을 문(1997)의 수정 Kellogg 이론식에 기존 Kellogg(1993)의 수평응력비를 적용한 경우와 비대칭인 좌, 우측의 되메움 경사를 고려한 평균 수평응력비를 적용한 경우에 대하여 실내모형 토조실험과 수치해석으로 비구 검토하였다. 결과에 의하면 수정된 Kellogg 이론식에 Kellogg(1993)의 대칭한 조건에서의 수평응력비를 비대칭한 조건에 적용시킬 경우 경사진 벽면에서의 수평응력은 실험, 수치해석 결과에 매우 유사한 양상을 보이고 있으나 보다 수직한 벽면에서의 수평응력은 그 크기가 실험, 수치해석의 결과와는 상이한 결과를 보였다. 한편 비대칭 경사면 좌, 우측의 평균수평응력비를 수정 Kellogg 이론식에 적용하였을 경우에는 보다 수직한 면에서의 수평응력은 실험 및 수치해석 결과와 매우 유사한 결과를 나타냈다. 이러한 결과는 되메움 공간이 비대칭 조건을 형성하는 경우에는 좌, 우측 벽면 경사에 대한 평균 수평응력비의 적용이 고려되어져야 할 것으로 판단된다.