뒷채움 다짐한 옹벽에 저해 침투빙가 주동토압에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 책험과 이론해석에 의하여 연구가 수행되었다. 다짐방법이 모래의 투빙성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 특별히 고안된 정수두 투수시험장치와 전기전도도 측정법에 의하여 실험이 행해졌다. 실험결과, 다짐방상에 직각인 방향과 평행한 방향의 투수계수의 비(kz/ky)는 공소비와 반대수방안지에서 직선관계로 보이고, 상대밀도가 90% 이상에서는 kz/ky의 값이 2-4로 나타났다. 이 때 다짐방법은 투수계수에 별다른 영향을 주지 않았으며, 굵은 모래보다 가는 모래에서 이방성이 크게 나타났다. 이방성 침투가 주동토압에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 확장된 Gray 이론에 실험결과를 적용하여 보았다. kz/ky의 값이 클수록 주동토압의 크기는 작아지고, 벽면마찰의 영향은 크지 않았다.
현재 국내외에는 준설매립지반과 같은 초연약지 반에 적용하고 있는 표층처리공법에 대한 명확한 설계법이 미흡하며 따라서 경험적인 설계가 주를 이루고 있는 실정이다. 본 논문에서는 표층처리공법의 합리적 설계법 확립의 일환으로 표층 보강된 초연약지반의 거동을 수치해석적 방법을 통해 살펴보았다. 이를 위해 수치해석에서는 초연약지반 및 보강재, 복토재 등의 거동을 모사할 수 있는 적절한 구성모델을 설정하고 기존의 실내모형실험에 의한 결과와의 비교, 분석을 통하여 이 재료들의 적정한 물성치를 설정하였으며 그에 대한 타당성을 검토하였다. 또한 일련의 수치해석 결과들로부터 초연약지반의 강도 및 표층보강재의 강성, 복토의 두께에 따른 초연약지반의 침하거동 특성을 분석하였다.
The active earth pressure on the retaining wall is reduced by 3-Dimensional effects of the ground. Therefore, the test was focused on reducing the earth pressure on the retaining wall by inserting the vertical reinforcement in the backfill ground to develope the 3-Dimensional effects. Model tests in sand were peformed to measure the 3-Dimensional effects of the vertical reinforcement on the active earth pressure and its distribution and results were compared with the theories. The size of the vertical reinforcement, the geometry of the backfill space, and the wall friction of vertical reinforcement were varied. It was observed that the active earth pressure and its distribution on the underground structure were affected by the size of the vertical reforcements and wall friction.
The Mononobe-Okabe method is generally used to evaluate the dynamic earth force for the seismic design of retaining walls. However, the Mononobe-Okabe method does not consider the effects of the dynamic interactions between the backfill soil and the wall. In fact, a phase difference exists between the inertia force and the seismic earth pressure. In this study, shaking table tests were peformed on gravity walls retaining dry backfill sand to analyze the influence of several parameters (the unit weight of the wall, the input acceleration and base friction) on the development of the seismic earth pressure. The experiments revealed that the magnitude of the inertia force mobilized during seismic loading affected the seismic earth pressure. The difference in the phase angles between the inertia force and the seismic earth pressure was retained at 180 degrees before the wall failed but its magnitude changed significantly as the wall began to fail.
본 연구에서는 근접 굴착에 의한 지하 인프라 매설물의 변위 발생에 미치는 되메움 재료 종류의 영향을 검토하기 위하여 일련의 실내모형실험을 수행하였다. 모형실험에서는 기존 매설물 주변의 되메움 재료를 일반 토사(주문진 표준사)와 CLSM으로 적용하였으며, 실험결과를 바탕으로 굴착면과 되메움부의 이격거리에 따른 굴착 단계별 매설물의 변위를 분석하였다. 매설물 주변의 되메움 재료로 토사를 적용한 경우, 굴착으로 인한 배면의 토사가 붕괴한 후 안식각을 이루며 사면 안정화가 이루어 지는 과정이 굴착 단계마다 반복되었다. 그리고 토사의 붕괴선이 매설물 설치 위치를 지나게 되는 굴착 단계에서 매설물의 변위가 발생하기 시작하였다. 되메움 재료로 CLSM을 적용한 경우, 굴착면과의 이격 거리와 관계없이 되메움 심도까지 굴착이 진행되어도 모형지반의 수평 및 연직 변위는 거의 발생하지 않았다. 이러한 결과를 바탕으로 지하 매설물 설치 후의 되메움 재료를 선택함에 있어서 CLSM과 같은 비교적 강성이 큰 재료를 선택함으로써 근접 굴착으로 인해 발생되는 횡토압에 대한 저항과 원지반의 붕괴 억지 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구의 목적은 폐주물사-플라이애쉬 혼합재료의 옹벽 뒷채움재 이용시 옹벽에 작용하는 토압과 안정성에 대한 특성을 평가하는 것이다. 세종류의 폐주물사(생형사, 후란사, 코티드사)와 ASTM 분류 기준 F 등급의 플라이애쉬를 이용한 유동성 뒷채움재의 옹벽 적용성평가를 위해 인위적 변위제어 실험 및 자유변위제어실험을 이용하여 모형옹벽실험을 수행하였다. 인위적 변위제어실험의 경우 유동성 뒤채움의 타설 직후 토압계수의 크기는 0.8~1 사이의 값으로 나타났고, 약 12시간이 경과하면 옹벽에 작용하는 토압이 상당부분 저감되었다. 2단계 타설 방법을 적용한 자유변위실험의 경우, 슬러리 형태의 유동성 뒤채움재의 타설초기에 후란사와 코티드사 혼합재는 빠른 배수효과에 의해 토압 경감 효과가 빨리 나타났지만, 1일 후의 토압은 같은 양생시간의 생형사에 비해 크게 유지되었다. 모형실험의 자유변위제어 실험결과를 이용한 안정성 해석으로부터 6m 옹벽에 타설할 수 있는 뒤채움재의 시공단계별 1차타설 높이 및 2차타설 높이는 생형사의 경우 3.9m 및 3.57m, 후란사의 경우 4.07m 및 3.64m, 코티드사의 경우 3.86m 및 3.54m, 혼합사의 경우 3.9m 및 3.44m로 결정되었고, 실제 옹벽의 뒤채움 높이 5.4m보다 크므로 2단계 시공으로 옹벽의 뒤채움을 완공할 수 있는 것으로 판정되었다. 또한 재료의 양생특성에 따른 옹벽의 안정성은 양생기간이 경과함에 따라 더욱 증가되는 결과를 나타내었다.
Sand is one of the essential materials used for social infrastructure construction such as embankment, landfill and backfill. It was known that mechanical properties and shear strength of sand are closely related to relative density. Therefore it is very important to determine accurate relative density. In this study, Portable Cone Penetration Tester (PCPT) was used to estimate the relative density and the internal friction angle of sand. PCPT cone-tip resistance ($q_c$) was measured changing the relative density of the two soil samples.Standard sand (JMJ) and Busan sand (BS). Also, a direct shear test was performed to investigate relationship between relative density and internal friction angle. The size and shape of soil particles were confirmed by using Scanning Electron Microscope (SEM). As a result, the log value of $q_c$ was linearly correlated with relative density and internal friction angle. In particular, the internal friction angle of BS sample was greater than that of JMJ, which was due to difference of the shape and mean size of particles. This result shows that it is important to determine the shape and size of particles as well as relative density to define mechanical property of sand. Through this study, it can be more effectively and conveniently to investigate relative density and shear strength of sand by using PCPT in situ.
Zarnani, Saman;El-Emam, Magdi M.;Bathurst, Richard J.
Geomechanics and Engineering
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제3권4호
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pp.291-321
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2011
The paper describes a simple numerical FLAC model that was developed to simulate the dynamic response of two instrumented reduced-scale model reinforced soil walls constructed on a 1-g shaking table. The models were 1 m high by 1.4 m wide by 2.4 m long and were constructed with a uniform size sand backfill, a polymeric geogrid reinforcement material with appropriately scaled stiffness, and a structural full-height rigid panel facing. The wall toe was constructed to simulate a perfectly hinged toe (i.e. toe allowed to rotate only) in one model and an idealized sliding toe (i.e. toe allowed to rotate and slide horizontally) in the other. Physical and numerical models were subjected to the same stepped amplitude sinusoidal base acceleration record. The material properties of the component materials (e.g. backfill and reinforcement) were determined from independent laboratory testing (reinforcement) and by back-fitting results of a numerical FLAC model for direct shear box testing to the corresponding physical test results. A simple elastic-plastic model with Mohr-Coulomb failure criterion for the sand was judged to give satisfactory agreement with measured wall results. The numerical results are also compared to closed-form solutions for reinforcement loads. In most cases predicted and closed-form solutions fall within the accuracy of measured loads based on ${\pm}1$ standard deviation applied to physical measurements. The paper summarizes important lessons learned and implications to the seismic design and performance of geosynthetic reinforced soil walls.
국내의 경우 하수관으로 많이 사용되어 온 관종은 콘크리트 흄관으로 대표되는 강성관이 주를 이루고 있으나, 시간 경과에 따른 관 부식 및 수밀성 부족 등의 이유로 사용이 급격히 감소하고 있다. 반면에 연성관은 부식에 강할 뿐만 아니라 자재의 무게가 경량이어서 시공성이 우수한 장점이 있어 사용이 증가하고 있는 실정이다. 그러나 연성관에 대한 시장의 신뢰성 부족과 미흡한 다짐관리로 인한 국부적인 파손사례가 발생하고 있어 이에 대한 원인분석 및 관리방안이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 시공순서, 관의 강성, 관 하부 콘크리트 기초의 강도, 관 하부 모래기초의 다짐도, 관 주변 모래의 다짐도 및 관 상단 되메움재의 다짐도 등을 변화시켜 가며 각각의 조건에 따른 관의 변형특성을 수치해석을 통하여 평가하였다. 평가결과 각 인자에 대한 영향을 확인할 수 있었으며 특히 연성관의 경우 관 주변 모래의 품질관리가 중요한 것으로 나타났다.
음극방식 시스템의 방식전류에 의한 압입구간내의 압입관과 배관의 부식거동에 관한 수학적 모델링을 경계요소법을 이용하여 수행하였다. 모델은 비선형 경계조건(Tafel 방정식)을 가진 라플라스 방정식으로 이루어져 있으며 압입관의 혼합전위를 구하기 위하여 혼합전위 이론을 응용한 반복법을 사용하였으며 그 위에 비선형 경계조건에 대한 해석을 위하여 이중 반복법을 사용하였다. 모델은 정상적인 압입구간 뿐만 아니라 압입관과 배관과의 금속간 접촉(metal touch)이나 외부환경과 압입구간 내부를 격리시키는 절연부위의 손상과 같은 결함들을 가진 비정상적인 압입구간에서의 각각의 경우에 대해서도 적용되었다. 수학적 모델링의 결과로부터 압입구간내의 전위분포나 전류분포를 계산할 수 있었다. 모델링의 타당성을 증명하기 위하여 모사실험을 수행하였으며 실험조건내에서 이론적인 결과와 실험결과는 정상적으로 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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