Numerical Analysis on Drained and Undrained Pullout Capacity in Reinforced Soil

In order to ensure the stability of reinforced structures backfilled with low permeability soil, it is very important to determine the change in undrained pullout capacity compared to drained pullout capacity prior to design. In this research, a series of numerical analyses on laboratory pullout tests have been performed on different materials (clean sand, 5, 10, and 15% silty sand), different overburden pressures (30, 100 and 200 kPa), and different drainage conditions (drained and undrained) in order to compare drained pullout capacity with undrained pullout capacity. The results of numerical analysis also have been compared with the results of the laboratory pullout tests. The analysis results show that both drained and undrained pullout capacity are influenced by silt contents and increase with increase of friction angle of the soil and overburden pressure. In undrained condition, the effective stresses acting on the reinforcement decrease as excessive pore pressures are generated, resulting in decrease in pullout capacity; 57% for 30 kPa, and 70% for 100 and 200 kPa. These results show a good agreement with the results of the laboratory pullout tests performed under the same condition.

보강토에서의 배수 및 비배수 인발력에 대한 수치해석

투수계수가 낮은 뒤채움 흙을 사용하는 보강토는 비배수 상태에 놓일 경우 그 안정성이 우려되므로 비배수 인발력의 변화를 사전에 파악하여 설계에 반영하는 것이 중요하다. 본 논문은 실트질 모래에 삽입된 강보강재에 대한 배수 및 비배수 인발시험에 대한 수치해석을 수행하여 그 분석결과를 소개하고 있다. 해석에 적용된 흙은 각각 0%(순수모래), 5%, 10%, 그리고 15% 실트질 모래였으며, 상재하중은 30kPa, 100kPa과 200kPa이 었다. 해석결과 배수 인발력과 비배수 인발력 모두 실트 함유량에 의해 영향을 받고, 흙의 내부마찰각과 상재하중이 증가함에 따라 인발력 또한 증가하는 것으로 나타났다. 비배수 시험에서는 과잉간극수압이 발생함에 따라 보강재에 작용하는 유효응력이 감소하였으며, 그 결과 배수 인발력에 비해 비배수 인발력이 상재하중 30kPa에서 약 57%, 그리고 100kPa과 200kPa에서 약 70%로 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 수치해석결과는 기존에 같은 조건에서 수행된 실내모델시험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.