인천국제공항 공사현장의 7개 흙막이 굴착단면에서 계측된 자료를 토대로 연약지반에 설치된 앵커지지 강널말뚝 흙막이벽의 수평변위과 흙막이벽에 작용하는 측방토압을 조사하였다. 연약지반에서 앵커지지 흙막이벽에 작용하는 측방토압의 분포는 직사각형 모양이며, 측방토압의 크기는 $0.6\gamma H$임을 알 수 있다. 제안된 측방토압의 크기는 NAVFAC(1982)의 경험토압과 동일함을 알 수 있다. 한편, 연약지반에 설치된 앵커지지 흙막이벽의 안정성에 대한 판단기준은 흙막이벽의 최대수평변위속도와 안정수를 이용하여 마련할 수 있다. 흙막이벽의 최대수평변위속도가 1mm/day이하이면 흙막이벽의 안정성이 양호한 현장이고, 1-2mm/day이면 주의시공을 요하는 현장이며, 2mm/day이 상이면 흙막이벽의 안정성이 불량한 현장이라고 판단할 수 있다.
경북대학교 치과대학에 재학중인 남자 17명, 여자 7명 총 24명을 연구대상으로 M.K.G의 sweep mode에 나타나는 저작운동을 분석한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 단일 저작회로의 기간은 $515{\pm}87msec.$ 이며, 이중 폐구 기간이 가장 길었고, 개구 기간, centric pause의 기간 순위였다. (P<0.005). 개구시 저작측으로 측방변위한 양은 $3.5{\pm}1mm$이었고, 비저작측으로 측방변위한 양은 $1.0{\pm}0.7mm$이었다. 개구시 최대 수직속도는 $120{\pm}28m/sec.$이며, 폐구시 최대 수직속도는 $109{\pm}21mm/sec.$로서 개구시의 최대 수직속도가 더 빠르게 나타났다. (P<0.05).
본 연구에서는 연약지반에 축조된 잔교구조물 강관말뚝기초의 변위 및 응력을 시공단계별로 계측하여 결과를 분석하였다 말뚝의 응력상태는 초기 상태에서 사석투하 등에 의한 압축응력을 받으나, 배면매립이 진행됨에 따라 지반의 측방유동에 의하여 인장응력을 받는 상태로 되었다. 배면매립 및 선행하중 단계에서 급격한 응력의 변화를 보이며, 경사말뚝은 설치방향에 따라 차별화된 응력상태를 보였다. 말뚝수평변위는 매립이전까지는 해상방향으로 약간의 변위가 안정되게 유지되었으나. 매립단계에서 급격하게 변위가 증가하고, 이어 선행하중에 의한 변위가 중첩되어 추가적으로 증가하는 양상을 보였다.
본문은 점토지반에 기초를 통해 하중이 전달 될 경우 기초의구조(강성기초 및 요성기초), Geotextile, Sand Mat, 다층구조의 지반 등이 점토 기초지반에 어떤 거동을 일으키는가를 모형재하시험을 통해 관찰하고 수치계산을 시도한 것이다. 총 14개의 시험을 통해 수직, 수평변위를 기초형태별, 기초처리별, 강성차이별로 고찰하고 이들 변형을 예측하는 프로그램을 통해 변형과 응력을 예측하였다. 그 결과는 지반지지력은 강성기초가 유리하지만 이보다는 지반 강성이 큰 다층 구조지반이 가장 유리하며 수평, 수직, 변위에 대해서는 G/T, S/M의 병용공법이 가장 유리하고 S/M 공법만 단독으로 이용할 경우는 연직변위 억제 효과가 탁월하다. 그리고 강성이 큰 다층구조 지반은 이를 G/T와 S/M의 병용공법과 같은 효과가 있다. 본 연구결과는 강성이 큰 지반(여기서는 Rubber층)이 상층에 있고, 두께 또한 두꺼울수록 지반의 침하가 크게 억제되는 것을 확인하였다. 측방변위에서도 강성차이도 중요하지만, 이보다는 강성지반의 두께에 더 깊은 관계가 있다. 모형 토조실험을 통한 실측치와 수치해석 결과가 연직변위에 대해서는 서로 좋은 결과를 나타내 다층토 지반의 침하예측이 가능하다.
오염된 연약지반에 편재하중이 작용하게 되면 지반 중에 침하, 측방변위, 융기 및 전단파괴 등의 큰 소성 전단변형이 발생하게 되고, 때로는 지반과 구조물에 막대한 손상을 초래하게 된다. 따라서 본 연구는 오염된 연약지반의 식내모형실험을 실시하였으며 측방유동압의 결정방법을 기존의 이론식과 비교하여 분석하였다. 모형실험은 먼저 모형재하장치를 제작하고 토조 안에 오염된 지반시료를 채워 비배수상태에서 하중을 인정한 시간 간격으로 재하하여 변형상태를 관측하였다. 그 결과 편재 하중을 받는 오염된 연약지반에서의 측방유동압은 P=K$_{0}$YH식에 의해서 산정함이 비교적 적절하며, 측방유동압의 최대값은 토층두께(H)의 0.3H 부근에서 발생하였다. 또한 종합형과 Poulos의 분포형태 및 오염되지 않는 연약점토(CL, CH) 지반보다 지표면측으로 상승하여 발생하였다.
연약점토지반에 성토 등의 상재하중을 재하하게 되면 측방유동이라고 하는 측방변위가 발생하게 된다. 이 측방유동은 파일기초의 변형, 교대의 이동, 지중매설관의 파괴 등 성토에 인접한 지중구조물에 피해를 가하게 된다. 그렇지만, 측방유동은 체적변형과 전단변형도 동시에 발생할 뿐만 아니라 이 측방유동에 영향을 미치는 인자가 많기 때문에 측방유동에 의해서 발생하는 측방토압의 발생 메커니즘이 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 그리고 최근 근접시공 등 기존구조물에 근접해서 공사가 진행되는 경우가 많아 이러한 근접구조물에 어떠한 피해를 가할 것인가 또는 대책공법을 설계하기 위한 설계하중으로서 측방토압을 구해야 하는 필요성이 커지고 있는 것 또한 현실이다. 그러므로 본 연구에서는 성토에 의해서 연약지반에 발생하는 측방토압에 미치는 재하속도의 영향을 조사하기 위해서 실내모형실험을 실시하였다. 그 결과, 측방토압이 삼각형 분포를 이룬다는 것과 재하속도가 빠를수록 측방토압의 최대치가 커지고 부등침하가 커진다는 것을 알 수 있었다. 그리고 이러한 재하속도의 영향은 부의 dilatancy에 의한 과잉간극수압의 발생에 기인한다는 것을 알았다.
파랑변형을 계산하는 여러가지 수치모형이 제안되어 있다. 그 중에서도 선유량과 수면변위로 나타내는 시간의존 완경사방정식을 이용한 수치모형이 반사파가 존재하는 파랑장에서는 지금까지 널리 사용되고 있다. 이 경우 경사지게 입사하는 파에 대하여 파랑장의 외해경계 뿐만 아니라 측방경계 중, 하나는 입사경계로 처리되어야 한다. 본 연구에서는 측방입사경계 처리 방법으로서, Maruyama와 Kajima(1985), Copeland(1985), 그리고 Ohnaka와 Watanabe(1987)의 방법을 고려한 후, 파고비, 파향 그리고 위상의 계산결과치로 각 방법들의 특성을 비교 분석하였다. 그 결과 Ohnaka와 Watanabe(1987)의 방법이 일반적인 해저경사를 가진 파랑장에서 가장 적절한 측방입사경계 처리 방법인 것을 알 수 있었다.
각종 연직배수재가 설치된 연약지반의 전단강도, 지반변형의 특성을 조사하기 위해 우리나라 서해안과 남해안 지역에서 계측관리가 실시된 13개 연약지반현장 200개소에서 계측자료를 수집하였다. 먼저 연약지반의 침하량과 측방변위량과의 관계를 성토 초기 단계, 성토 완료 단계 및 성토 완료 후 단계의 세 단계로 구분하여 조사하였다. 다음으로 성토압과 성토고가 연약지반의 비배수전단강도와 어떤 관계에 있는가를 조사하였다. 검토결과, 침하의 증가량에 대한 수평변위의 증가량은 성토 초기 단계에서는 작았으나 점차 증가하여 성토 완료 단계에서 가장 크게 발생되었다. 그러나 성토 완료 후에도 침하량은 계속 증가하고 있었으며 수평변위는 거의 수렴하였으므로 대부분의 측방유동은 성토시공 중에 발생되었다. 침하량증분에 대한 수평변위증분의 비는 성토 초기 단계에서 20% 정도로 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값과 일치하였으나 성토 완료 단계에서는 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값의 절반 정도인 50%밖에 나타나지 않았다. 그리고 성토 완료 후 단계에서는 1%에서 9% 사이로 아주 작게 발생되어 Tavenas et al.(1979)이 제시한 값과 상당한 차이를 보였다. 모든 현장에서 설계성토고가 초기비배수강도 상태에서의 항복성토고보다 높은 상태였으므로, 연약지반 속에 전단변형 내지 전단파괴가 발생될 것이 예상되었다. 그러나 강도가 증가된 후에는 모든 현장에서 설계 성토고가 항복성토고보다 낮게 되어 안전한 성토시공이 가능하였던 것으로 판단된다. 도로성토시공을 안전하게 실시하기 위해서는 성토하중이 초기비배수전단강도의 5.14배가 넘지 않도록 하여야 하며 증가된 비배수전단강도의 3.0배 이하가 되도록 설계하여야 한다.
연약지반 상에 도로성토를 시공할 경우 연약지반에는 편재하중이 작용하게 되어 연약지반의 측방유동이나 활동파괴가 종종 발생하게 된다. 본 연구에서는 연약지반에 설치되는 교대말둑기초의 안정성과 말뚝의 거동특성을 파악하는 것이다. 지반의 측방유동으로 인하여 말뚝에 작용하는 수평하중에 대한 기존 연구자들의 연구내용을 파악하고 유한요소해석을 수행하여 교대말뚝기초의 거동특성과 보강효과를 확인하여 측방유동을 받는 교대말뚝기초의 거동을 연구하였다. 압밀도 분석 결과, 압밀 단계에 따라 연약지반 강도증가율에 의해 연약지반의 강도정수인 점착력은 약 1.1~1.8배 증가하였다. 측방유동 검토 결과, 허용수평변위 기준은 3.8 cm를 사용하는 것이 경제적으로나 시공적인 면에서 타당한 것으로 판단되나, 구조물의 중요도 및 지반의 불확실성 등을 고려하여 시공 시 계측을 실시하고 그에 따른 측방유동에 대한 철저한 안전관리가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
저자는 하악골의 측방 변위를 보이는 악안면 비대칭증례에서 이하두정방사선규격사진과 정모두부방사선규격사진을 이용하여 두개부 형태와 악안면부의 비대칭성과의 상호 관련성을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 이하두정방사선규격사진에서 하악골의 편위정도는 평균 $-3.12{\pm}3.80$ 이며 절대치의 평균은 $2.50{\pm}2.82$ 이였다. 2. 이하두정방사선규격사진에서 비편위측과 편위측에 대한 유의성 검정에서 통계적인 유의성은 없었으나(p>0.05), 그 차이의 평균은 전두부(Y10, Y9, Y8, Y7, Y6)에서는 편위측이 상대적으로 더 크고, 측두부(Y5, Y-1, Y-2, Y-3, Y-4, Y-5, Y-6)에서는 비편위측이 상대적으로 더 크게 나타났다. 3. 정모두부방사선규격사진에서 술전의 하악골의 평균 편위는 $1.3983{\pm}3.521$ 이며 절대치의 평균은 $3.95{\pm}2.85$ 이였다. 4. 정모두부방사선규격사진에서 수술에 의한 변화량 (PT2A-PT1A) 에 대한 재발량(PTLA-PT2A)의 상관관계분석에서 수술에 의한 이동량이 많을 수록 재발이 많은 것으로 나타났다(p<0.05). 5. 이하두정방사선규격사진에서 하악골 편위정도에 대하여 두개관 형태(비변위-변위차이)에 대한 상관관계분석에서 통계적인 유의성은 없었으나(P>0.05), 변위가 클수록 전두부에서는 비변위측이, 후두부에서는 변위측이 더 큰 경향을 보였다. 6. 정모두부방사선사진상에서 하악골의 변위 정도에 대한 두개관(비변위-변위)과의 상관관계 분석에서 Y4(P<0.05), Y3, Y2, Yl, 0, Y-1, Y-2, Y-4, Y-6(P<0,01), Y-5(p<0.001) 등의 위치에서 하악골의 변위 정도가 클수록 비변위측이 더 큰 것으로 나타났다. 7. 정모두부방사선사진상에서 하악골 재발에 대한 두개관(비변위-변위)과의 상관관계분석에서는 통계적인 유의성이 없었으나(P>0.05), 측두부에서는 비변위-변위 차이가 클수록 재발이 많은 경향을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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