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토목섬유 설치 유무에 따른 지지력 실험
김재홍 , 임은상 , 김완영 , 김태형
UCI I410-ECN-0102-2016-530-000669345
이 자료는 4페이지 이하의 자료입니다.

1960년 국가 개발을 위한 산업단지나 주거단지 개발을 시행하기 시작하여 아직도 많은 단지개발이 시행되고 있다. 특히, 3면이 바다인 국내 사정을 감안하면 해안 연약지반에 단지를 개발하고 있다. 해안 연약지반인 경우 도시기반 조성후 침하를 방지하기 위하여 필히 지반개량을 시행하고 이 경우 성토장비의 주행성 및 수평배수층(Sand mat)의 단절을 방지하기 위하여 필히토목섬유(P.P. Mat)를 설치하나, 토목섬유는 비싼 재료비 및 시공비와 지반환경에 훼손등 많은 문제점을 내포하고 있다. 낙동강 델타지역은 1990년대 초반부터 현재까지 지속적으로 단지개발이 시행되고 있다. 본연구는 낙동강 델타지역에 단지조성시 공사비 절감과 지반보호를 위해 토목섬유 설치 여무에따른 지지력 실험을 하는 것을 그 목적으로 한다. 토목섬유 설치유무에 따른 지지력 특성을 비교분석하기 위해 실내모형실험이 수행되었다. 실내모형실험은 현장에서 채취한 퇴적사질토를 사용하여 수행하였으며, 상대밀도 20% 수준으로 실험이 수행되었다. 적용된 토목섬유는 P.P매트 50.0kN/m(2).를 설치하였다. 실제 토목섬유의 경우 충분한 인장변형이 발생하였을 경우 최대강도를 발현한다. 그러므로 퇴적사질토의 지지력이 좋을 경우 토목섬유의 설치에 따른 효과는 크지 않을 것으로 판단된다. 실제 토목섬유가 설치된 지반의 지지력 평가식은 연약점토층을 기준으로 제안되고 있으며, 이는 연약점토층이 토목섬유가 최대 강도를 발현할 만큼 충분한 변형이 가능하다는 조건하에 산정된 것이다. 그러므로 본 과업에서는 연약점토층은 아니나 느슨하게 퇴적된 퇴적사질토층이 토목섬유가 효과를 발휘할 만큼 변형을 유발시킬 수 있는지에 초점을 두고 수행되었다. 실내모형실험은 현장여건과 동일하게 조성하기 위해 현장 퇴적사질토를 채취해 수행하였다. 본 과업에서는 토목섬유의 설치유무에 따른 퇴적사질토의 지지력특성을 분석하기 위해 평면변형률상태의 모형토조를 사용하였다. 토조의 앞ㆍ뒤면은 마찰이 적은 투명 아크릴 판으로 실험 단계별 지반의 거동을 사진판독을 통하여 관측할 수 있도록 하였다. 토조의 프레임은 강성이 큰강재를 사용하여 하중 재하 시 토조의 변형이 없도록 하였다. 실험은 토목섬유 설치 유무에 따라 수행되었다. 토목섬유 설치 유무에 따른 퇴적사질토의 지지력 특성을 비교분석하였으며, 항복지지력은 변위기준으로 재하판의 10%에 해당되는 15.0mm 변형시를 항복지지력으로 결정하였다. 이를 적용한 결과 퇴적사질토의 항복지지력은 토목섬유가 없을 경우 18.5kN/m(2, 토목섬유가 있을 경우43.5kN/m(2)으로 나타나 토목섬유 설치에 따른 효과가 발휘되는 것으로 조사되었다. 이는 퇴적사질토가 느슨하게 퇴적이 되어 있어 연약점토층과 같이 토목섬유의 효과가 발현될 만큼 변형이 발생한 것으로 판단된다. 또한 지반변형결과 관입~국부전단파괴와 같은 파괴양상이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 지반융기량 및 지반변형 분석을 위하여 재하판에서 10.0cm 간격으로 다이얼게이지가 설치되었으며, 지반의 융기량을 측정하였다. 지반의 융기량은 지반변형 결과와 함께 퇴적사질토의 파괴형상을 분석하는데 유용한 자료가 된다. 토목섬유의 설치 유무에 따른 지반의 융기량측정결과 재하판 인근에서 변형이 발생하였으나, 융기량이 크지 않은 것으로 분석되었다. 이는 관입전단파괴 양상보다는 국부전단파괴양상으로 판단되며, 퇴적사질토의 정역학적 지지력 평가시 국부전단파괴에 해당되는 계수를 적용하여 평가하는 것이 합리적인 지지력 평가로 판단되며, 동일 침하량에 도달할 경우 토목섬유 설치 유무에 따른 지반변형을 분석한 결과 토목섬유가 설치된 구간의 경우 지반변형 범위가 넓은 것을 확인할 수 있다. 이는 토목섬유의 설치로 인해 상부 하중이 무보강시보다 넓게 분산되어 나타나는 결과로 판단되며, 이로 인해 동일 침하량 도달 시 지지할 수 있는 하중이 증가하는 것으로 판단된다.

[자료제공 : 네이버학술정보]
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