상재하중을 받는 토류벽체의 거동에 관한 모형실험 연구

鄭溫秀 단국대학교 1997 국내석사

도심지 근접굴착시공에 있어서 인접구조물에 의한 상재하중의 영향 및 구조물 손상예측은 매우 중요하며, 상재하중 적용에 따른 토류벽체 및 인접지반의 거동에 대한 규명이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 상재하중을 적용한 굴착모형실험을 통하여 상재하중 적용으로 인한 굴착 단계별, 벽체강성 및 지반조건에 따른 토류벽체의 수평변위, 배면지반 지표침하, 토류벽체에 작용되는 토압변화 및 분포에 대하여 실험결과치, 이론치 및 현장자료분석치와 상호비교, 분석하여 상재하중 적용에 의한 영향을 규명하였다. 상재하중이 적용된 모형지반에서의 지표침하곡선형태는 상재하중 미적용시 지표침하 곡선형태의 정규확률 분포곡선과 달리 상재하중 중앙 부분이 최대침하를 일으키는 포물선 형태의 침하를 보이고 있으며, 굴착단계별 상재하중 적용으로 인한 벽체최대수평변위는 최종굴착시에 0.8(H:굴착깊이)지점에서 벽체의 최대수평변위가 나타났으며, 상재하중 적용에 따른 벽체변위량의 증가범위는 벽체상부로부터 하중이격거리에 2배의 깊이까지 증가범위를 보였다. 굴착단계별 지표면의 침하로 인한 기초판의 각 변위는 최종단계에서의 각 변위가 가장 크게 발생하였고, 벽체강성별로는 두께 4mm(유연계수ρ:480m^3/t)벽체가 두께 9mm(유연계수ρ:40m^3/t)보다 최대 3배이상 발생하고 있어 벽체강성의 영향이 매우큼을 알 수 있다. 상재하중을 적용시 토압변화 및 분포는 두께 7mm벽체와 9mm벽체의 경우는 굴착심도 25cm에서부터 45cm까지 최대토압을 나타내었고, 두께 4mm벽체의 경우는 3단 버팀대가 지지되는 지점에서만 최대토압 분포를 나타냈다. The behavior of retaining wall in urban excvation depends on the ground condition, wall stiffness, supporting method, water level, embedment condition, and surcharge load from adjacent structures and traffic load etc. Unpredictable behavior of ground and retaining structure in urban excavation due to variation of the above factors may cause considerable damage to the adjacent structures Therefore, model tests were necessary in order to verify the behavior of retaining walls with various wall stiffness, wall friction and surcharge load. A series of model tests were carried out in this investigation to measure the movement of the wall, earth pressure behind wall, surface settlement and arching effect due to surcharge load. The following results were obtained form the model tests in sand. Increasement of arching effect by wall stiffness become more significant at bigger wall stiffness. The shape of ground surface settlement curve under surcharge load was noticable at surcharge load point, but it's curve under no surcharge load cases approched the largest value just behind the wall. Horizontal wall displacement under surcharge load indicated the maximum value at 0.8H( H: excavation depth) and differential settlement of foundation plate under surcharge load much smaller than the settlement under no surcharge load, implying that much safer under even surcharge load condition. The earth pressure under surcharge load with wall thickness of 7mm, 9mm increased considerably over the height of 0.35H~0.65H due to arching effect, but the earth pressure under no surcharge load with wall thickness of 4mm showed sudden increment at 3rd strut point only.

상재하중 위치에 따른 보강토 옹벽의 설계

박희원 인제대학교 일반대학원 2017 국내석사

최근들어 사면보강 및 부지조성을 위한 옹벽구조물 중 보강토 옹벽이 많이 적용되고 있다. 하지만 보강토 옹벽의 붕괴사례가 빈번히 일어나고 있다. 보강토체의 규모와 그리드 길이 및 종류는 대부분 합리적으로 결정되고 있다. 하지만 설계시 상재하중의 반영은 일반적인 차량하중 또는 최소적재하중을 적용하는 반면 시공시 보강토 옹벽 상부에 건물의 시공 및 과다한 화물의 적재에 의하여 붕괴가 발생하고 있다. 또한, 배면토 상부에 작용하는 상재하중은 설계에 반영되지 않으므로 배면토압이 설계시보다 크게 작용하여 붕괴를 유발하기도 한다. 이와 같이 전체 구조물의 안정성에 가장 중요한 작용요소는 상재하중의 크기 및 이격거리이다. 그러므로 이 연구에서는 보강토체 내 파괴면을 중심으로 상재하중의 위치와 크기를 변화시켜 보강토 옹벽의 거동을 분석하고 그 결과를 통하여 설계시 상재하중 적정 위치를 분석하고자 한다.

상재하중이 불포화풍화토의 함수특성곡선 및 사면의 안정성에 미치는 영향

박재영 단국대학교 2008 국내석사

상재하중에 의한 지반내 낮은 범위의 수직응력 변화는 불포화전단강도 및 불포화투수계수에 영향을 미치며, 이는 함수특성의 변화에서도 나타난다. 따라서 본 연구에서는 국내의 화강풍화토와 편마풍화토를 대상으로 건조과정과 습윤과정에서 상재하중이 불포화 함수특성곡선에 미치는 영향과 그에 따른 사면의 침투와 안정성에 미치는 영향을 평가하였다. 상재하중에 따라 함수특성곡선시험을 수행한 결과 상재하중이 증가 할수록 이력현상은 감소하며 공기함입치(Air-Entry-Value)값은 증가하고 흡수력 전이구간에서의 기울기는 감소하는 경향을 보였다. 또한 상재하중에 따른 불포화투수계수를 추정하였으며 불포화전단강도의 추정을 위해 예측식의 적용성과 상재하중에 대한 영향을 각각 분석하였다. 수치해석은 상재하중을 고려하지 않았던 기존의 방식과 비교하여 수행되었다. 그 결과 기존의 해석방식은 안전율이 크게 산정하는 경향이 있는 것으로 판단되었다. The range of vertical load by low stresses of overburden pressure effects the changing unsaturated soils characteristics. Therefore, the specimens used in Granite and Gneiss of typical weathered soils in Korea, in this study was found that the effect of overburden pressure on Soil-Water Characteristics Curve(SWCC) and also unsaturated hydraulic coefficient and unsaturated shear strength were estimated by using results of SWCC about the process of drying and wetting. In addition, the research of the effect of overburden pressure on the infiltration and the factor of safety evaluated in the slopes by compared with overburden pressure-conscious interpretations and the overburden pressure ignored. As a result, increment of overburden pressure tends to indicate increase of AEV(Air Entry-Value), The inclination and hysteresis tends to increase. In Infiltration and factor of safety interpretation of the results, the overburden pressure conscious interpretations evaluated the smaller factor of safety.

상재하중에 의한 대칭 경사 되메움 공간에서 연성매설관에 미치는 연직응력 영향에 관한 연구

최규덕 삼척대학교 산업대학원 2005 국내석사

상수관, 하수관, Gas 관등의 설치를 위한 시공은 지반을 좁고 길게 굴착한 다음 되메움을 하게 된다. 이때 굴착 공간의 형상을 수직하거나 또는 경사진 형태를 취하는 것이 일반적이다. 되메움된 각종 관은 되메움 흙의 자중은 물론 교통하중등의 상재하중을 추가로 부담하게 된다. 되메움 흙 자중에 의한 토압은 Marston & Anderson(1913), Spangler(1938) 등의 많은 연구자들에 의하여 연구되어져 왔다. 그러나 되메움 공간에 대한 상재하중의 지중응력 증가량에 대한 연구는 미미하다. Terzaghi(1956)는 되메움 공간이 수직한 경우에 대한 상재하중 영향 평가를 위한 이론식을 제안한 바 있으나 경사진 경우에는 사용하기에 그 경계조건이 적합하지 않다. 본 연구에서는 되메움 공간이 경사진 경우에 상재하중을 고려하여 식을 제안함과 동시에 이를 지름 113.6mm, 0.6mm 인 원형관 위에 탄소봉을 이용하여 되메움 저부폭의 증가, 벽면 경사의 변화 및 되메움 높이의 증가에 따라 띠하중 형태의 상재하중을 재하하는 실내모형 탄소봉 실험을 실시하여 연성관에 작용하는 연직응력의 크기를 규명하였으며 제안식과 FLAC 2D(1996)를 이용한 수치해석을 통하여 비교 검토하였다. 그 결과 제안된 이론식이 대칭으로 경사진 되메움 된 상태에 상재하중이 작용하였을 경우 연성매설관에 작용하는 연직응력 산정에 적용할 수 있음이 확인되었다. 그러나 본 실험은 탄소봉을 이용한 모형 실험이므로 향후 실대형 실험을 통한 이에 대한 검증이 요구된다 하겠다. We excavate and backfill the narrow and long ground, when set up water supplies, sewers, gas pipes, and so on. At this time, it is common to vertical or inclined backfill space. All the backfilled pipes will be affected the weight of backfill soil as well as surcharge load like traffic load. The earth pressure, by weight of backfill soil, has been studied by many researchers, Marston & Anderson(1913), Spangler(1938), and etc. However, the studies, on the backfill spaces for the increase of underground stress by surcharge load much to be desired. While Terzaghi (1956) suggested a theoretical formula to appraise the effect on surcharge load about the vertical backfill spaces, the boundary conditions are not suitable to use it in case of the inclined spaces. This study proposes a formula considering surcharge loads in case the backfill space is sloped. At the same time, it identifies the magnitude of vertical stress acting on flexible pipe, executing the carbon box test to increase surcharge loads and shape according to the increase of the backfill ditch width, the change with the slop of wall surface, and increase of backfill height, to use carbon rod over the steel pipe (the diameter is 113.6 mm and 0.6mm). It compares and examines through the numerical analysis of figures using an offered formula and FLAC 2D(1996). As a result, it is confirmed that a suggested theoretical formula can be applied to calculation of vertical stress operating on the flexible pipes, when surcharge load acts on state of backfill, incline symmetrically. However, this is a miniature experiment using carbon rod so it is likely to need testing for this through the experiment of a full scale from now on.

수직 굴착공간의 되메움 토압과 상재하중의 영향이 연성매설관에 미치는 연직응력에 관한 연구

박원길 삼척대학교 산업대학원 2005 국내석사

매설된 관은 되메움 토압은 물론 교통하중 등의 상재하중을 추가로 부담하게 된다. 매설관에 작용하는 상부하중의 크기 산정은 매설관의 설계에 있어 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 현재 널리 사용되는 Marston & Spangler (1948)의 Iwoa이론식과 Handy (1985)이론식에 대한 되메움 토압 및 상재하중 영향 평가를 위한 Terzaghi(1956)이론을 모형실험과 유한차분 프로그램 FLAC 2D로서 이를 검증하고자 하였다. 결과에 의하면 연성관 상단에 미치는 되메움 토압은 Marston & Spangler (1948)이론식이 Handy (1985) 이론식의 결과보다 3% 크게 산출되었으며 수치해석 결과는 Handy (1985)이론식에 매우 유사하였다. 그러나 실험결과는 이론식에 대하여 보다 작은 크기를 나타내었으나 굴착공간이 커질수록 이론식에 근접하는 결과를 보였다. 상재하중 영향에 대한 결과는 Terzaghi (1956)이론식에 대하여 수치해석이 그 크기 및 분포 경향이 매우 유사하였으나 실험결과는 다소 작은 크기를 나타내었다. 따라서 수직하게 굴착된 되메움 공간에서 토압 산정은 Handy(1985)이론식이 보다 타당한 것으로 판단되며 상재하중 영향 평가를 위한 Terzaghi (1956) 이론식 또한 적합한 것으로 판단되었다. Buried pipes have to withstand surcharge load like traffic load or backfilled earth pressure. Calculating surcharge load which affects buried pipes is a very important factor for buried pipe design. I am to vortical distribution and magnitude of backfilled earth pressure by carbon box test and numerical analysis using FLAC 2D(FDM), I compare the results of Marston's & Spangler's (1948) theory solution with Handy's (1985) theory solution. Also, I compared the results of Terzaghi's (1956) theory solution for evalution of surcharge load with carbon box and numerical analysis. The data show that backfilled earth pressure affects top of the flexible pipe calculated 3% higher on the Marston's & Spangler's (1948) theory than on Handy's (1985) theory. However, on the numerical analysis, the results was very close to Handy's (1985) theory. But the actual experiment, brought about smaller numerical results. When excavation space becomes bigger, the results of experiment becomes closer to the result of the theory. The result of surcharge load effect was almost the same on the Terzaghi's (1956) theory for numerical analysis in term of its magnitude and distribution, but the carbon test shows a little bit smaller in magnitude. Therefore, in perpendicularity digged space, the calculation result of earth pressure was more appropriate to the Handy's (1985) theory. And Terzaghi's (1956) theory for evaluation of surcharge load effect was suitable.

되메움 공간의 상재하중 영향평가에 관한 연구

김희동 삼척대학교 산업대학원 2005 국내석사

지중에 매설되는 구조물은 매설된 후 교통하중등의 외부하중을 추가로 부담하게 된다. Terzaghi(1956)는 수직하게 형성된 되메움 상태의 상재하중 영향을 산출하는 이론식을 제안한 바 있다. 그러나 현장에서는 되메움 공간 형태가 수직하게만 형성되지 않으며, 수직하지 않은 공간을 취하는 경우에는 그 경계조건이 부합되지 않아 사용이 적합하지 않다. 본 연구에서는 되메움 공간 형태가 대칭적으로 경사지며 되메움 후 상재하중이 작용될 경우, 상재하중에 의한 되메움 공간에서의 응력의 크기를 산출하는 이론식을 제안하였다. 제안된 이론식은 실내모형 탄소봉 실험과 수치해석을 수행하여 이를 검증하고자 하였다. 연구결과에 따르면 제안된 이론식은 실험결과와 매우 유사한 결과를 나타냈으나 수치해석과는 다소 상이한 결과를 보였다. 이는 탄소봉으로 조성한 지반이 하중증가에 따라 다소 조밀하여지면서 내부마찰각의 증가와 이에 따른 벽면 마찰의 증가가 발생되었음에 비추어 수치해석상에는 반영될 수 없는 점이 그 차이를 나타내는 결과로 사료된다. 되메움 지반이 경사진 경우에 대하여 제안된 이론식은 수직한 되메움 공간의 형태에 적용시켰을 경우 Terzaghi(1956)의 이론식과는 동일한 결과를 나타냈다. 본 연구의 결과를 살펴보았을 때 제안된 이론식은 적용이 가능한 것으로 사료되며 또한 수직한 공간에 대한 적용 역시 가능한 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서는 실내모형 탄소봉실험이므로 실대형 실험을 통한 검증이 요구되어진다 하겠다. Underground structures will be affected by the additional surcharge loads such as traffic load et at. Terzaghi(1956) suggested the equation upon the influences of surcharge loads in vertically backfilled spaces. In field, the shapes of backfill spaces are not always formed vertically. Then the Terzaghi(1956) equation is not suitable to use because of boundary condition. This study suggests equation to calculate the stress in backfilled space caused by surcharge loads when the backfilled space is sloped symmetrically. The suggested equation is verified by carbon box test and numerical analysis. The experimental results shows good agreement with the suggested equation but the numerical analysis result shows a little disagreement. The differences are estimated to caused by the fact that ground made by carbon rod has became more dense and internal friction and wall friction has increased itself as surcharge load is added can not be considered in the numerical analysis. The suggested equation shows good agreement with Terzaghi(1956) equation In case of sloped backfill ground. According to the results, it is considered that the suggested equation can be applied to not only on sloped space but also on vertical space. Further investigation using full scale experiment is needed.

上載荷中下 逆T型 擁壁의 滑動擧動에 관한 遠心模型實驗

엄재경 江原大學校 大學院 1996 국내석사

In this thesis, centrifugal model tests of Cantilever retaining wall under surcharge were performed to investigate the failure mechanism of retaining wall due to sliding. Conventional small placed model tests in laboratary were also carried out by changing the position of shear key beneath the base of retaining wall and the inclination of into base. Test results were analyzed by using the limit. equilibrium methods. Model test of retaining wall under surcharge were carried out with conditions of gravity of 1g and increased gravity by centrifuge model testing apparatus. Model were made without shear key, with shear key installed at toe, in the middle, at heel of base, inclined base with 8 and 15 to the horizontal. Model of Cantilever retaining wall were made with concrete and Jumunjin Standard Sand With 80% of relative density was used as foundation and backfill material. 20g of gravitational level was applied during centrifuge test to reconstruct the stress level in field. Surcharge loads were applied to induce the failure of model due to sliding. Applied surcharge loads, vertical settlement of strip footing of model, and horizontal displacement of model wall were measured during test. 1'est results were analyzed in terms of failure mechanism forming sliding surface, characteristics of load-settlement and load-horizontal displacement, ultimate capacity of model was evaluated by using limit equilibrium methods and compared with test results. Therefore appropriate position of shear key and the effect fo inclined base on the sliding behavior of model wall were investigated.

上載荷重 및 引拔荷重으로 인한 地中埋設 PVC管의 擧動에 관한 硏究

권호진 서울大學校 1988 국내박사

상재하중에 의한 퇴적토층의 강도증가 추정

안맹렬 경희대학교 대학원 2002 국내석사

We usually use several experience-equations when estimate strength increase caused by overburden pressure. These equations are suggested by Skempton & Henkel(1953), Bjrrum & Simons(1960), Karlsson & Viberg(1967). The suggested equations are calculated by % or decimal of plasticity index(PI), liquid limit(LL) and liquid index(LI) But Equations have no guarantee in actual ground, the equations are just experience-equations. We estimate strength in ground under overburden pressure, design and check stability by experience-equation through actual cases of construction. So this paper checks a accuracy of experience-equation in our country and suggests compatible experience-equation. These equations of Skempton & Henkel(1953), Bjrrum & Simons(1960), Karlsson & Viberg(1967)have a over estimation for 30~50%, when overview in our ground. So We are very carefully to use a experience-equation. This paper suggests a estimated equation of strength increase by overburden pressure through actual embankment construction. This estimated equation has 15% error but has more accuracy than equation of Skempton & Henkel(1953), Bjrrum & Simons(1960), Karlsson & Viberg(1967). This estimated equation should be modified and corrected by many cases of actual construction.

상재하중 영향에 의한 프리캐스트 옹벽의 마이크로파일 거동 특성

김운섭 강원대학교 산업대학원 2007 국내석사

토류구조물의 일종인 프리캐스트 옹벽은 품질의 우수성 및 시공의 용이성과 더불어 공기의 단축효과를 가져올 수 있어 그 사용 빈도가 날로 높아지고 있는 실정이다. 그러나 옹벽의 배면공간이 충분히 확보되지 않는 도심지역 등에서는 옹벽배면 저판에 외적 안정을 유지시킬 목적으로 마이크로파일을 설치하나 실제 현장에서는 마이크로파일의 길이 및 설치간격 등에 관한 설치기준이 없어 경험에 의존하고 있으며 마이크로파일의 보강효과에 대한 연구 또한 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프리캐스트 옹벽 배면에 상재하중을 작용시켰을 때 마이크로파일의 설치간격 및 길이 등에 대한 최적의 보강효과를 규명하고자 한다. 이를 위한 연구 방법으로 외적안정을 이루는 모형벽체에 대하여 저판의 길이와 폭을 변화시킨 10종의 모형벽체를 제작하여 각각에 대한 마이크로파일의 길이 및 설치간격을 변화시켜 모형토조에서 실험을 수행하였다. 또한 실내모형실험을 토대로 제시된 프리캐스트 옹벽 저판에 보강된 마이크로파일의 보강형태에 대한 수평저항력을 판단하기 위하여 실험결과, 수치해석, 이론식을 비교하여 가장적합한 수평저항력 산정식을 비교하였다. 연구결과 최적의 마이크로파일의 설치간격을 설치되는 파일의 지름에 대하여 7D로 나타났으며 설치길이는 옹벽높이에 대하여 0.5H로 나타났다. 아울러 수평저항력에 대한 산정식으로는 Chang의 제안이론식이 가장 적합한 것으로 나타났다. Among different kinds of earth retaining structures available, precast retaining walls have numerous advantages such as ease in construction, superior strength and durability, aesthetically pleasing, relatively quick and efficient installation and reduced need of area for construction. Thus, precast retaining walls are being increasingly used in a wide variety of civil works. However, in the areas where the maintenance of stability and stabilization of retaining walls is of primary concern, and when the thickness of retaining structure inside the pit is not sufficiently reduced, micropile is used as counterbalance. But, due to the lack of standard guidelines regarding the length and installation interval between the micropiles and with very few researches directed towards investigation of reinforcement effectiveness of micropiles, construction practices are being carried on the basis of the experience. Therefore in this study, we investigated the optimum reinforcement effectiveness based on the micropile's length and installation interval when the precast retaining wall induced the surcharge load. As the method of study, 10 different types of externally stable model retaining wall with different lengths and bottom width were built and the performance of each of it was evaluated by changing the length and installation interval of the micropile. The lateral resistance of the reinforced form of micropile on the bottom of the precast retaining wall was investigated through laboratory model test. And thence, the results were further evaluated by comparing with numerical and theoretical analysis. Then, the most corresponding lateral resistance calculated was compared with the theoretical equation. The results of the study showed that the optimum micropile installation interval should be 7D (D= diameter of the micropile installed) and the installed length should be 0.5H (H= height of the retaining walls). In addition, the calculated lateral resistance equation was much similar to the theoretical equation as proposed by Chang.