대나무매트 표층처리공법의 실용화에 대한 연구

김우진 전남대학교 대학원 2010 국내박사

연약지반상 대나무매트 보강시 제체의 안정성에 관한 연구

정종호 전남대학교 산업대학원 2002 국내석사

연약지반 위에 제방이나 호안 등의 구조물 축조시 기초지반이 지지할 수 없는 큰 하중의 성토를 하게 되면 지반파괴가 발생하면서 연약층 내로 성토재료가 함몰하게 된다. 그러한 경우, 지금까지의 공법(강제치환공법)은 국부적인 함몰이 심하여 단면형상의 추정이 어려웠다. 따라서 가능한 균등하게 침하를 유발시키고 제체의 안정성을 향상시키는 방안을 검토하게 되었다. 대나무매트는 재료 자체의 인장강도와 휨강성에 의해 지지력 보강기능과 함몰 등의 국부적인 침하를 방지하는 기능을 한다. 또한 제체의 안정성 효과도 기대할 수 있다. 본 연구에서는 연약지반 상 제방이나 호안 등의 구조물 축조시 대나무매트를 보강재로 사용하였을 경우, 안전율에 미치는 영향에 대해 현장 사례를 통해 알아보았다. 연구 결과는 다음과 같다. 1) 사면안정 해석 결과 대나무매트의 사면 저부 파괴시는 안전율이 같지만, 사면 내 전단파괴에 대해 대나무매트 무보강시는 FS=1.48, 중앙부 보강시는 FS=1.86으로 대나무매트 보강효과가 뚜렷하였다. 2) 대나무매트의 저면 보강시는 사면안정에 영향을 미치지는 않았으나 초기 성토 시공시 장비진입을 가능케하는 Trafficability 확보 측면에서나, 안정성 확보면에서 장점이 있을 것으로 판단된다. 3) 초기 시공시 대나무매트 폭을 제체 전폭, 내지는 더 넓게 포설한다면 제체의 규칙적인 단면형성과 더불어 안정성에도 큰 효과가 있을 것으로 판단된다. When we construct embankment or shore on the soft ground, the failure of the ground would be occurred and bank material would be sunk into the soft ground, if we banking by bigger load which the foundation can't support. In the case, it has been difficult to predict the sectional shape through the present method of construction method of forced substitution because of heavy partial depression. Therefore, we should test methods which occurs depression equally if possible and increase the stability of embankment. The bamboo mat has a ability to reinforce supporting force and prevent partial depression by its tension strength and bending strength. Furthermore, we can expect the stability effects of embankment with it. We have tested the bamboo mat's effects to the stability through the field cases in this study when we construct embankment of shore etc on the soft ground. Followings are the results of the study 1). As a result of the slope stability analysis, the factor of safety about shear failure is 1.48 without bamboo mat's reinforcement and it is 1.86 when we have reinforced the center with bamboo mat, though the factor of safety is same in bamboo mat's slope base failure. In other words, the reinforcement effect of bamboo mat is remarkable. 2). When we reinforce embankment's base by bamboo mat, it might have advantages in the stability and in a aspect of trafficability assurance which can make equipments be entered in the course of initial bank, even though it is not effective to the slope stability. 3). It is concluded that we can expect better effects in the embankment's regular sectional shape and the stability if we spread the width of bamboo mat whole width or more widely in the course of initial carrying out.

대나무매트로 보강된 연약점토지반의 모형실험 및 변형해석

배성웅 전남대학교 대학원 2003 국내석사

본 연구는 연약지반의 안정을 위해 실시되고 있는 공법 중 대나무를 이용한 매트 공법으로 부설된 지반의 보강효과와 변형특성을 규명하고자 하는 기초적 연구이다. 이를 위해 연약지반의 생성부터 시작하여 대나무 매트 보강 지반의 준비, 재하, 관측 및 측정까지 일관서있는 2차원 모형실험을 실시하였으며, 연약지반에 대한 대나무 매트의 부설조건을 달리하여 실험을 실시하였다. 그리고 실험을 통해 얻은 응력과 변형의 측정결과를 유한요소해석에 적용하여 그 양상을 비교하였다. 유한요소해석을 구성하는 이론으로 지반의 토질조건에 따라 점토에 대해서 흙의 응력-변형율 관계를 표현될 수 있는 수정 Cam-Clay model이 사용되었다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 지반의 파괴양상은 대나무 매트가 없는 경우 관입전단파괴가 발생되었으나 매트가 포설되었을시는 전반전단파괴의 형태로 접근하였다. 대나무 매트를 부설한 지반의 경우 지지력이 증가되며 매트를 포설한 지반은 포설하지 않은 지반에 비해 동일 하중에 대한 침하나 측방변위의 억제효과가 있어 지반의 보강효과를 기대할 수 있다. 이러한 이유는 대나무 자체의 큰 강성과 하중분산효과에 의해 지반보강효과를 보였다. 유한요소해석프로그램(SAGE CRISP4.0)을 이용하여 재하실험결과를 비교하였으며 지반의 침하량은 차이가 있었으나 변위양상은 매우 유사한 양상을 보였다. This study is a basic study aims at examining constructed ground's reinforcement work and transformation feature, and it is a mat method of construction using bamboo among things for the stability of fragile ground. The 2-Dimentional modeling experiment from creation of fragile ground to preparation, loading, observation and measurement, han been operated, consistently and it has been done in bamboo mat's different condition in fragile' ground. And we have compared the phase applying the examined stress and displacement to finite element method. For the FEM analysis, Modified-Cam-Clay equation was selected clayey soft soil. The following is a note of the experiment's result. The ground's failure phase was a punching shear in a case that there was no bamboo mat, mean while it was a general shear in a case that bamboo mat were constructed. Supporting force was increased restraining effect for settlement, lateral displacement in the second case contrasting with the first case. Therefore, we could expect the ground's reinforcement work. Because Bamboo mat has great rigidity and the effect of break loading. I have compared the result using a finite element method(SAGE CRISP 4.0). As a result of it, the settlement of the ground was different but the displacement phase was not.

초연약지반에서의 대나무매트 공법 적용에 관한 연구

태종태 釜山大學校 2005 국내석사

대나무 매트가 포설된 초연약 지반의 거동특성 연구

김우진 全南大學校 大學院 2004 국내석사

최근 우리나라에서는 산업화와 경제발전에 따른 가용토지의 확보를 위하여 해안매립사업이 활발하게 추진되고 있다. 매립의 이상적인 재료는 투수성이 좋고 압축성이 작은 토사로서, 국내에서는 매립초기 주로 쇄석이나 산토 등 양질의 토사가 이용되었지만 은반, 재료의 확보, 환경문제, 경제성, 매립기술과 장비의 발달 등으로 바다에서 쉽게 구할 수 있는 해성점토를 이용한 준설매립이 그 주종을 이루고 있다. 준설매립을 통해 조성된 연약지반은 낮은 지반강도와 큰압축성을 지니고 있어 연약지반 처리공법을 위한 장비 가동에 매우 어려움이 있다. 그러한 연약점토로 이루어진 준설매립 지반에서의 구체적인 전단강도 및 지지력의 산정과 그에 따른 시간추정이 시공상의 안정성과 경제성을 고려할 때 매우 중요한 설계요소라 하겠다. 본 연구에서는 국내 광양 및 율촌지방의 준설토의 물리적 성질을 파악하고자 기본물성실험을 수행하였고, 현장에서 실측한 지반의 강도 값과 이에 대응하는 함수비와의 상관관계를 조명하고자 현장 콘관입 시험ㄱ허 베인전단시험, 일축압축 강도시험을 실시하였다. 준설매립지반은 시간이 지남에 따라 슬러리 상태에서 표면수의 유출과 증발, 간극수의 배제 둥으로 지반내의 함수비의 변화가 발생한다. 즉, 시간이 경과할수록 함수비는 감소한다. 따라서 시간의 변화를 함수비의 변화로 대처하였다. 함수비와 일축압축강도 및 콘관입 저항치, 그리고 베인전단강도와의 관계를 통하여 시간경과에 따른 전단강도 변화를 확인할 수 있었다. 또, 군설매립지반상의 표면건조층에 대한 대나무 매트를 포설시 지반의 지지력 파악 및 변형을 모형 토조 실험을 통하여 관찰하였다. 준설토 지반에 보강효과를 분석하기 위하여 대나무 매트 0.0B, 0.5B, 1.0B, 2.0B로 변화 시켜본 결과, 전체적인 파괴형태가 무보강일때는 국부전단파괴의 양상을, 대나무 매트의 폭이 증가함에 따라 전반전단파괴의 양상을 나타내는 것을 알 수 있다. 이미 알려진 정성적인 결과를 위해서 건조층 형성이 되지 않은 모형 토조에 대하여 제체 폭(B)의 무보강(0.0B), 0.5배(0.5B), 1.0배(1.0B), 그리고 2.0배(2.0B)에 해당하는 대나무 매트로 보강하여 실험을 실시하여 연약지반에서 흔히 발생하는 전반전단파괴(General Shear Failure)의 양상을. 보이는 대나무 매트의 폭을 파악하여 최종적으로 건조층 형성 후 모형 토조 실험에 대해서는 선정된 대나무 매트의 폭으로 보강하여 동일한 조건하에 실험을 실시하여 건조 층의 두께(3cm, 5cm, 10cm)에 따른 지반의 지지력과 변형을 파악하였다. Recently, reclamation has been actively promoted to assure land for industrialization and economic development in Korea. A good material for reclamation may be the soil that has good permeability and low compressibility. Smashed stone and sand can belong to this category, and had frequently been used in Korea. These materials are, however, hardly used today due to difficulties in obtaining and delivering as well as environmental problem and Economic efficiency. Instead, thanks to advanced equipments and techniques, Sea clay which is obtainable with easy can be used for reclamation. Since the soft ground constructed by dredged fills has low strength and high compressibility it can be a big challenge in operating equipments which are used to improve the soft ground. Therefore, shear strength, bearing capacity and estimation of time on dredged fills are the most important design factors regarding to stability and economy efficiency. In this study, a series of laboratory and in-situ tests were carried out to investigate the basic material properties and the relationship between strengthes corresponding to water contents of the dredged clays in Gwangyang and Yulchon in korea. In-situ tests include a cone penetration test, a vane shear test and an unconfined compression test. As time goes by, water content in the dredged fills changes due to evaporation of surface water and drainage of pore water. In other words, water content decreases as time passes. By plotting water contents with respect to the shear strengths obtained from an unconfined compress test and vane test and N value, the changes in shear strength according to time was clarified. In addition, the bearing capacity and deformation of the dredged fills of which desiccated surface layer was covered with bamboo mats, were investigated through a model test. In order to investigate the effect of improvement with bamboo mats on dredged fills, several tests were performed with different widthes (0.0B, 0.5B, 1.0B, 2.0B) The results indicate that the failure modes of the models without bamboo mats are close to local shear failure, and change to general shear failure as the width of a bamboo mat increases. A series of tests with four different widths (0.0B, 0.5B, 1.0B, 2.0B) were carried out on the models which have no desiccated surface layers, to find out the width that the general shear failure might occur. Finally, a series of tests with this width were performed on the models with three different desiccated surface layers (3cm, 5cm, 10cm) Throughout the tests, strength find deformation according to the thickness of desiccated surface layer was investigated.