We intends to understand the rammed earth method and suggest the possibilities of adoption on high-rise rammed earth structures through the case study on the method. The rammed earth construction has been regarded as one of the solutions in the modern environmental-friendly construction field, thus according to such trend, this study tries to find out the limitations of the rammed earth structures to be multistory and grope for solutions in the attached wall construction method. The procedures of this research is to figure out the limitations of rammed earth structures through theoretical consideration on those structures and analyze the actual cases of them, and to assure the possibilities on the development of the rammed earth method that can make the structures multistory earthen structures in the rammed earth method and induce immediate issues for it.
Results from tests for what mixing rate of soil and sand is proper for the rammed earth and for how much additives are optimum are as under. 1) In the test to evaluate what mixing rate of soil and sand is desirable, peptizing property and surface sticking rate are found similar in its degree, but compression strength is found most stable when the ratio of soil and sand mixing shows 30:70 which indicates the best mixing rate of soil and sand. 2) In a test to add hydrated lime, compression strength, peptizing property, and surface sticking rate are found best when the mixing rate of soil and sand shows 23:7. 3) In a test to add sea weeds, the peptizing property goes down at 75% of sea weeds input a little bit more than at 100%, but compression strength shows best at 75% which is thought to be the best rate. 4) In a drop test, more soil powder mixed, the sticking strength gets better and more sands are contained, the sticking strength gets far worse to be scattered in powder type. 5) As concluding all results mentioned in the above item, the most desirable mixing rate of soil, sand, and hydrated lime is found to be 23:7:70 for the rammed earth where compression strength, peptizing property, and surface sticking rate are best.
본 연구에서는 고함수비 상태의 흙의 토목섬유 보강에 의한 다짐효과를 확인하고자 실내다짐실험, 현장다짐실험, 수치해석을 실시하였다. 토목섬유의 구속효과를 검증하기 위해 D다짐실험의 몰드(래머/몰드의 면적비=0.33) 보다 큰 몰드(래머/몰드의 면적비=0.19)를 이용하여 다짐을 실시한 결과, D다짐실험에서는 고함수비 구간의 건조밀도가 0.5~0.6% 증가하였지만, 큰 몰드를 이용한 다짐실험에서는 2.4~3.7%가 증가하는 것으로 분석되어 하중 작용면에 비해 측면지반의 면적이 충분히 넓을 경우, 함수비가 높은 구간에서도 토목섬유 보강에 의한 구속효과가 발생하였다. 현장다짐실험에서 '전압면으로부터의 심도(z/B)'에 따른 고함수비 구간 흙의 다짐효과를 분석한 결과, 무보강 시에는 과도전압으로 인해 다짐상태가 나빠져 다짐이 잘 되지 않았지만, 토목섬유를 보강할 경우 구속효과의 발생으로 다짐층에 다짐에너지가 효과적으로 전달되고 건조밀도가 증가함을 확인하였다. 또한, 토목섬유와 토사층의 거동에 대한 개념적 모델을 통하여 토목섬유의 보강으로 인한 지반내 매커니즘을 설명하였고, 이를 유한요소해석을 통해 검증하였다.
스파이럴 기초를 국내 온실 기초로 사용한 사례는 거의 없으며 일본에서 스파이럴을 온실 기초로 사용한 사례가 있다. 현재 국내에서는 스파이럴 기초가 다른 분야에서 연약지반 보강 기초로 많이 사용되고 있어, 앞으로 온실기초의 보강을 위한 기초로 활용 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 스파이럴 기초의 기초 설계 자료를 제공할 목적으로 모형실험을 통해 기초의 매립깊이, 흙의 다짐률, 스파이럴 직경, 흙에 따른 인발하중 측정결과를 비교분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 농경지 및 간척지 흙의 극한 인발저항력 비교결과 농경지 흙이 간척치 흙보다 상대적으로 1.2~3.0배 더 큰 값을 나타냈다. 또한 두 흙 모두 매립깊이, 다짐률이 증가할수록 극한 인발저항력은 증가하는 경향을 관찰할 수 있었고, 모두 비슷한 하중-변위 곡선을 보였다. 실험조건에 따른 극한 인발저항력은 매립깊이 증가에 따른 인발하중 상승효과 보다 직경 크기 증가에 따른 상승효과가 더 크게 나타났다. 그리고 다짐률 증가에 따른 극한 인발저항력은 다른 조건들에 비해서 증가 폭이 상당히 큰 경향을 보였다. 따라서 일반적인 농경지뿐만 아니라 간척지와 같이 연약지반에 스파이럴 기초를 설치할 경우에도 기초의 매립깊이, 다짐율, 스파이럴 직경 등을 증가시키면 인발저항력이 높아져 연약지반 보강 기초로 사용가능 할 것으로 판단된다.
보강토공법이란 다양한 보강재를 흙속에 삽입하여 흙이 갖지 못하는 인장력을 보충함으로써 구조물을 안정화시키는 공법이다. 그리고 기존공법에 비해 경제적 구조물로 인식되고 있으며 또한 최근들어 전세계적으로 빈발하는 지진에도 그 저항력이 아주 큰 구조물임이 입증이 되어 현재 토목분야에서 각광을 받고 있는 공법이다. 보강토옹벽의 뒤채움재료로서 현재 우리나라에서 쉽게 구할 수 있는 화강풍화토가 많이 사용되고 있다. 그러나, 설계에 필요로 하는 이에 대한 데이터는 그리 많지 않다. 본 연구에서는 어디서나 쉽게 구할 수 있는 화강풍화토를 채취하여 대형 인발시험을 실시하였다. 인발시 흙과 보강재 사이의 상호거동을 파악하기 위하여 인발변위, 인발력, 삽입보강재의 각 지점에서의 절점변위 등을 측정하였다. 그리고 구속응력의 영향을 검토하기 위해서 이들 응력을 0.2, 0.5, 1.0kg/$\textrm{cm}^2$으로 변화시켜 실험을 행하였다. 그리고, 다짐률이 이들 상호거동에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해서 다짐률을 65%, 80%m 95% 등으로 시료를 제작하여 서로 비교를 행하였다. 실험결과로부터 화강풍화토의 보강재와의 상호거동특성을 파악하여 제시하였다. 특히 다짐률은 상호거동특성에 큰 영향을 미치는 것으로 드러났으며, 화강토의 경우, 꽤 큰 점착특성이 존재하고 있음을 알 수 있었다.
섬유혼합토의 전단강도 및 마찰 특성에 영향을 미치는 요인으로는 혼합되는 흙의 입도분포와 흙입자의 형상 등과 같은 흙의 공학적 특성과 섬유의 형상, 길이, 직경, 인장강도, 탄성계수, 마찰계수, 섬유 혼합률 등과 같은 섬유의 물리적 역학적 특성 그리고 구속응력, 다짐상태 등의 외적 인자 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 흙종류, 섬유종류, 섬유혼합률 그리고 다짐도에 따른 섬유혼합토의 마찰특성을 평가하기 위하여 일련의 전단마찰시험 및 인발시험을 수행하였다. 본 연구에서는 공학적으로 그 특성이 다소 불량한 두 가지 종류의 흙시료(통일분류법상 SM 및 ML)에 세 가지 종류의 폴리프로필렌 섬유(망사 38mm, 망사 60mm 및 단사 60mm)를 0.2% 및 0.3%의 혼합률로 혼합한 섬유혼합토를 다짐도 85% 및 95%로 조성하여 실험을 수행하였고, 보강재로는 지오그리드를 사용하였다.
Limited resources for construction material in the Mae-Hae region, a remote Northern Thailand, acted as an impetus to introduce a new way for constructing their dwellings. The new construction material brought new construction methodology, namely, using earth and bamboo which are indigenous materials, readily available for them to use. Using indigenous material at Mae-Hae region was most ecological and logical method for establishing sustainable dwellings both in terms of monetary and ecological reasons. Prior to the construction at Mae-Hae, Thailand, series of experimental tests on the strength of rammed earth were performed off site at our university and also brought soil samples from the actual job site at Mae-Hae for detailed soil analysis. Through the tests, integrity of the earth and characteristics of the soil were established to build a small senior citizen center as an example. This appropriate technology is expected to contribute to the sustainable construction at Mae-Hae.
발파공법은 비 점토성 지반의 심층 개량처리에 있어서 경제적이며 실용성 있는 방법이다. 발파에 의한 흙의 다짐효과는 복잡한 과정을 통하여 이루어지며 좋은 결과를 얻기 위해서는 발파 계획에 있어서 동 공법의 작용원리를 잘 이해하고 적용하여야 한다. 본 연구에서는 발파공법에 의한 흙의 다짐효과에 관한 과거의 연구자료를 광범위하게 조사하였다. 지반개량 작용원리에 관련하여 특별한 현상과 증거를 제시하는 실제 사례 자료를 기초로 하여 현재까지 흙의 밀도증가 요인을 설명해 온 개념은 발파에 수반되어 주변 주반에 발생하는 지반거동현상을 설명하기에 부족함이 있음을 지적하였다. 또한 발파지점 부근에 형성되는 액상화 영역과 그 외부 영역에서 각각 발생되는 과인간극수압 및 지반응력상태, 이에 따른 지반침하 형태 그리고 개량지반의 강성 및 강도특성에 관하여 고찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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