軟弱粘土地盤 위 盛土堤防에 대한 彈·粘塑性 擧動解析과 破壞豫測

李光范 원광대학교 대학원 2001 국내박사

지반 공학에서 컴퓨터의 발달과 수치해석 기법 등의 발달로 연약점토지반의 파괴 예측결과는 실측치와 매우 유사한 결과를 보여준다. Roscce(1958)는 점성토의 탄소성 특성을 잘 표현 할 수 있는 수정 Cam-Clay 구성방정식을 제안하였다. 그러나 이 구성방정식은 시간 경과에 따른 응력-변형률 관계를 고려할 수가 없다. 그러므로 점성토의 탄·점소성 특성을 고려하여 연약지반의 변형을 잘 예측할 수 있는 새로운 구성방정식을 필요로 하게된다. 본 연구는 점성토지반에서 탄·점소성을 잘 나타낼 수 있는 J.L. 모델을 제안하였으며, J.L. 모델의 유용성을 검증하였다. 이 모델은 수정 Cam-Clay 모델에 비해 연약점토의 2차압밀 또는 creep 효과를 고려할 수 있어 현장실측치에 가까운 값을 나타냈으며 지반의 매개변수로 2차압축지수 α투수계수 k, 초기 체적변형률속도 ε´_(v0)가 중요한 의미를 갖게 된다. 간극수압이 거의 소산된 후 2차압밀과정에서 creep 효과는 뚜렷해지며 이 때 2차 압축지수의 증가는 침하량에 큰 영향을 주었다. 연약 점토의 투수계수는 1.0×10^(-5)(m/day)보다 클 경우에 침하변형이 발생하였으며 이보다 작은 경우는 불투수성 지반처럼 미세한 변형만을 보였다. 초기 체적변형률 속도 ε´_(v0)의 크기는 1차압밀과정에서 작은 영향을 나타냈으나 2차압밀과정에서 매우 큰 영향을 미쳤으며 ε´_(v0)의 값이 4.0×10^(-5)(d^(-1)보다 클 경우에 예측치와 실측치가 근사한 값을 나타내었다. 해석결과 성토 시공속도는 연약점토지반에 관입전단파괴가 일어나지 않을 정도의 빠른 시공속도 조건에서 재하하는 동안 침하량이 크게 나타나고 성토재하후 기간의 경과에 따라 시공속도와는 무관하게 거의 같은 침하량을 나타내었다. 하중 증분값에 상응하는 측방변위 증분값의 비인 측방변형계수는 작으면 작을수록 성토지반이 불안정하게 나타내었다. 연약층 두께가 크면 클수록 1차압밀과정도 지연되고 2차압밀의 기울기도 커진다. 그러나 침하변형률로 표현할 때 연약층의 두께와는 무관하게 2차압밀과정에서 침하변형률은 한 점근선으로 보여 주었다. 또한 2차압밀시의 침하변형률은 연약층 두께와는 상관없이 일정한 값에 수렴하였다. 이 결과는 Aboshi(1973)의 시험결과와는 다르나 Barden(1969)의 이론과는 일치하는 결과를 보였다. The advances in the computers and the measurement science have allowed us to predict failure of embankments on soft clay foundation that is similar to the in-situ failure. Roscoe (1958) suggested a modified constitutive equation of Cam-clay model that accurately exhibits the characteristics of elastic-plastic. However, Roscoe constitutive equation fails to show the connection of stress-strain with a time. Thus, a new constitutive equation is needed that can predict the changes of soft clay foundation based on the characteristics of the Elasto-Viscoplastic. This study suggests a J.L. model that accurately describes Elasto-Viscoplastic on the plastic clay foundation. In addition, this study investigates the validity of the J.L. model by comparing the values from the J.L. model and the in-situ measured values. The values that are obtained from the J.L. model were very close to the in-situ measured values compared to the values from Roscoe Cam-clay model. This is because the JL, model takes the secondary consolidation and creep effects into account. The secondary compression coefficient a, permeability k, and the rate of initial volumetric strain ε´_(v0), are important in the J, L, model as parameters of soil material. The creep effect became significant during the secondary consolidation process after the disappearance of pore pressure. During this time, the increase of the secondary compression coefficient has great influence on total settlement. The changes on settlement occurred when permeability of soft clay is greater than 1.0×10^(-5). However, the changes on settlement were minute when permeability lower than 1.0×10^(-5) as if they occur at non-pervious soil layers. During the secondary consolidation, the ε´_(v0) values in the rate of initial volumetric strain have great influence on total settlement, The predicted values and the on-site measured values were similar when the ε´_(v0) value was greater than 4.0×10^(-5). The results show that total settlement was great while loading under the condition that the periods of banking with soils does not incur the failure of punching shear on soft clay foundation. The lower the coefficient of lateral displacement is, which is obtained by dividing vertical load increment by lateral displacement increment, the less stable the embankment is. The thicker the soft layer is, the slower the primary consolidation process is and the greater the slop of the secondary consolidation. However, there is no connection between the rate of settlement and the thickness of soft layer. In addition, they were converged at an asymptote during the secondary consolidation process. These results are similar to those of Bardern (1969) and different from those of Aboshi (1973).

연약점토지반의 표층처리 및 보강공법에 관한 연구

김재식 목포대학교 산업기술대학원 2003 국내석사

서남해안의 퇴적토층은 고함수비가 35~80%의 실트(ML) 또는 점성토(CL or CH)와 매우 느슨한 실트질 모래로서 비배수 전단강도 Cu=0.06∼0.5㎏f/㎠정도의 대단히 연약한 지층이다. 이러한 연약지반의 표층처리 및 보강을 위해 지하수위 저하에 의한 표층고결공법, 토목섬유 및 그리드 등을 이용한 보강공법, 시멘트 혼합처리공법을 토대로 시험 및 시험시공 실시한 것을 요약하면 다음과 같다. 1. 지하수위 저하에 의한 표층고결공법 ○ 연약지반의 표층 고결은 지하수위의 영향을 크게 받고 있으며, 방조제 체절후 3년정도 대기에 노출 되면 전단강도 Cu=0.06∼0.10㎏f/㎠의 지반이 Cu=0.25∼1.00㎏f/㎠정도로 크게 증가하며, 다시 지하수위가 상승하게되면 Cu=0.12∼0.30㎏f/㎠로 감소하였다. 2. 토목섬유 및 그리드 등을 이용한 보강공법 ○ 지하수위 저하가 불가능한 지구에서는 소요의 인장강도를 갖는 토목섬유와 그리드 등을 이용한 점층시공방법과 압성토공법으로 시공하는 것이 유리하다. ○ 평균성토 약 2.5m에서 무보강 조건이 0.37∼0.43m, 토목섬유 및 지오그리드, 지오웨브 보강시 0.24∼0.34m로 9∼13cm 정도 침하가 적게 발생하였다. 3. 시멘트 혼합처리 공법 ○ 함수비 25%, CBR 2.3%에 시멘트를 5% 첨가시 CBR=37%, 10%처리시 CBR=77%로 증가하였다. ○ 함수비 59%의 연약지반토에 시멘트 혼합처리하여 7일 양생후 압밀시험결과 3% 처리시 1.8㎏f/㎠, 5% 처리시 3.4㎏f/㎠으로 크게 증가하여 낮은 성토고(9∼17m이하) 조건에서는 압축성이 거의 없는 흙으로 개량되었다. The sediment layer of western and southern coast is a weak one which is composed of silty soil(ML), viscous soil(CL or CH) and loose silty sand with 35 ~ 80% of natural water contents, undrained shear strength Cu=0.06∼0.5kgf/㎠. Many kinds of construction methods are used for surface-treatment and reinforcement of weak soil, which are surface consolidation method, reinforcement method using geotextile or grid, cement mixing treatment etc.. 1. Surface Consolidation Method by subsidence of groundwater level ○ After three years of sea-dike construction, as groundwater level has a considerable effect on surface solidification of weak soil, shear strength Cu increases from 0.06∼0.10kgf/㎠ to 0.25∼1.00kgf/㎠, and decreases to 0.12∼0.30kgf/㎠ with the rise of groundwater level. 2. Reinforcement method using geotextile or grid ○ It is more profitable to carry out a sequent-deposit method or counterweight fill method in area where dropping of groundwater level is difficult. ○ In the case of embankment of average 2.5m depth, settlement is 0.37∼0.43m without reinforcement. And it is 0.24∼0.34m with reinforcement using geotextile, geogrid and geoweb. 3. Cement mixing treatment ○ On condition that water content is 25% and CBR 2.3%, adding cement of 5% makes an increase in CBR to 37%, and adding cement of 10% makes an increase in CBR to 77%. ○ The shear strength of cement-mixed soil, which is weak and has water content of 59%, was significantly improved to 1.8kgf/㎠ on condition of 3% cement mixing and was 3.4kgf/㎠ with 5% cement mixing.

연약점토지반에 설치된 헬리컬 앵커의 인발력에 관한 연구

서은석 성균관대학교 일반대학원 2016 국내석사

본 논문에서는 국내에서 나날이 증가되고 있는 서해안 지역의 인천 송도, 청라, 영종도와 새만금 등의 개발이나 준설매립과 같은 연약지반에 적용이 가능하도록 기존에 사용되던 그라운드 앵커의 단점을 보완하고 설계지지력의 확보를 고려한 헬리컬 앵커의 설계법을 제안하기 위하여 헬리컬 파일의 이론을 바탕으로 이론적인 접근과 현장시험을 통한 경험적인 접근 그리고 수치해석을 수행하여 비교·검토하고 연약점토지반에 적용이 가능한 헬리컬 앵커의 설계법을 제안하고자 한다. 헬리컬 앵커의 구성요소인 헬릭스, 로드, 관입장치 등을 설계·제작하여 앵커의 현장 시공성 및 거동을 확인하고 AASHTO 규정에 의거하여 수행한 현장시험으로 하중-변형 관계를 파악하고 Davisson 방법으로 극한하중을 결정하여 다양한 이론식을 비교한 결과 원통형전단방법에 의한 설계식이 가장 잘 일치하였다. 탄소성 마찰력-변위 곡선과 선단지지력-변위 곡선을 이용한 Midas 프로그램 수치해석 결과와 현장시험과의 결과를 비교·분석하고 그 결과 앵커 설치시 회전관입에 의한 점토지반의 교란으로 지반의 강도가 강소됨을 확인하였다. 이에 본 논문에서는 이론식과 현장시험 및 수치해석 결과를 바탕으로 연약점토지반에 헬리컬 앵커를 사용하기 위한 설계방법을 제안한다.

연약점토지반상의 성토사면 안정과 변위와의 관계고찰

朴華貞 전남대학교 2003 국내석사

본 연구에서는 연약지반 위에 성토사면을 설치하여 도로나 제방을 축조하는 공사가 빈번히 행해지고 있다. 이러한 연약지반 상에 성토사면을 축조할 때 지반의 변형인 측방유동과 침하가 발생한다. 또한 이로 인해 성토사면의 파괴가 발생하게 된다. 그리고 현재까지 성토 사면의 안정을 평가하는 방법으로는 사면안정해석을 실시하여 안정성을 평가하게 된다. 이러한 사면안정해석은 단지 힘의 평형의 관점에서 해석이 실시하고 소정의 안전율이 되면 안정한 것으로 판단하고 있어 변형에 관한 사항은 고려하지 못한다. 그러나 유한요소 해석의 발달로 성토사면 축조시 발생하는 지반의 압밀침하와 측방유동을 예측 할 수 있다. 또한 공사 현장에서는 실제로 발생하는 지반의 변형과 측방유동을 계측을 실시하여 관측한다. 그래서 지반의 변형을 관측함으로써 안정성을 관리하는 방법이 많은 시공 경험을 기초로 제안되었다. 본 연구에서는 지금까지 제안된 지반의 안정을 변위, 즉 측방유동과 압밀변형을 사용하여 시공을 관리하는 4가지 성토사면 안정관리기법 즉, 곡선안정관리법, 변위속도안정관리법, 직선안정관리법, 성토하중관리도법을 비교 분석하였다. 그래서 사면안정검토를 실시하여 소요 안전율에 도달하는 지반변수를 결정하였다. 결정된 지반변수를 사용하여 유한요소해석을 실시하여 연약지반의 성토로 인한 지반의 변형을 각각의 안전율에 대해서 분석하였다. 본 연구 결과를 살펴보면 4가지 안정관리기법 모두 파괴가 발생하는 최소안전율이 0.8인 경우에 파괴의 징후를 나타냈다. 그 중 변위속도안정관리법은 예측 기법중 가정 안전측의 예측을 하는 것으로 평가 되었으며 성토하중관리도법은 기존의 예측 방법과 달리 성토하중(q)가 증가함에 따라 성토하중증분/측방 유동(△q/△δ)이 증가하는 경우 안정한 것으로 평가할 수 있었다. The construction that installs a embankment slope on soft ground in this study, and construction does a road or a bank is frequently done. Lateral movement and the settlement which are transformation of the ground generate embankment pardon at the time of construction in this soft ground. Also, destruction of a embankment slope is generated by this. And executes slope stability interpretation in a way to evaluate stability of a embankment slope so far, and it is evaluated stability. Determining by having become stable if interpretation only executes these slope stability interpretation in a viewpoint of balance of force and becomes wanted safety, and a matter about transformation cannot consider. However, a forecast can do consolidation settlement and lateral movement of the foundation to generate embankment slope construction by a development of finite element analysis. Also, executes a measurement and sees the sights of transformation and lateral movement of the foundation to actually occur in a construction site. Therefore, it was proposed a construction experience to have a lot of ways to manage stability with observing transformation of the ground with a foundation. Be compared with a slope stability management technique and Matsuo-Kawamura method, Kurihara method, Tominaga-Hashimoto method, Shibata-Sekiguchi method in 4 until now uses displacement and lateral movement and consolidation deformation by stability of the proposed foundation in this study, and to manage construction. Therefore, executed a slope stability examination and it was a cow and decided on ground variable to reach safety rate. We used ground variable to have been decided and executed finite element method and analyzed transformation of the ground on each safety rate by embankment of soft ground. If the minimum safety rate that four rest management technique all destruction occurred in if they looked into the this study results was with 0.8, showed a symptom of destruction. The displacement speed rest management law became a plain with what a domestic safety side forecasted during a forecast technique during him. The embankment load control chart law was able to evaluate embankment load increment / lateral movement according to embankment load (q) being increased unlike the existing forecast was by having been calm down if increased.

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.

補强土工法을 利用한 軟弱粘土地盤의 模型實驗 및 變形解析

이광찬 全南大學校 1993 국내석사

본 연구는 연약지반의 안정을 위해 실시되는 많은 지반보강공법중 토목 섬유(Geootextile)부설지반의 보강효과와 변형특성을 규명하고 합리적인 해석법를 제시하고자 하는 기초적 연구이다. 이를 위해 연약지반의 생성부터 시작하여 토목섬유 보강지반의 준비, 재하, 관측 및 측정까지 일관성있는 2차원 모형실험을 실시하였으며, 보강지반에 대해서는 토목섬유 부설조건에 따라 4가지의 모델로 한정하여 실험하였다. 그리고 실험을 통하여 얻은 응력과 변형의 측정결과는 본 연구실에서 개발한 유한요소해석법에 적용하여 그 정밀도를 검증하기 위해서 해석결과 와 비교하였다. 유한요소해석을 구성하는 이론으로는 흙의 변형을 지배하는 지배 방정식으로는 Biot의 압밀이론이, 흙의 응력-변형을 관계를 표현하는 구성식으로서는 지반의 토질조건에 따라 점토에 대해서는 수정 Cam-clay 모델이, 모래지반에는 탄생모델이 적용되었으며 토목섬유(Geootextile)에 대해서는 일반적인 Beam 요소 이론을 유한요소식화하여 사용하였다. 본 연구를 통해 얻는 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 토목섬유의 부설층수에 관계없이 일정한 지지력(q_u=0.3㎏/㎠)까지는 침하와 지지력이 동일한 경로를 따르다가, 그 이후에는 토목섬유의 보강층수에 따라서 지반의 지지력이 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 2. 토목섬유을 부설하지 않은 지반과 부설한 지반과 비교해 볼때 토목섬유의 부설 층수가 많을수록 지반의 지지력은 침하와 더불어 계속 증가해가는 경향을 보인다. 3. 토목섬유를 지반중에 부설하지 않는 지반에 비하여 토목섬유의 부설층수가 많을수록 융기억제효과가 있음을 알 수 있으며 지반의 파괴시에는 재하판으로 부터 더 넓은 범위에 걸쳐 지반의 소성거동 양상을 관찰할 수 있다. 4. 토목섬유를 부설한 지반은 그렇지 않은 지반에 비하여 동일 하중에 대한 침하나 측방변위의 억제효과가 있어 지반의 보강효과를 기대할 수 있다. 5. 본 연구에 사용된 유한요소해석법을 재하실험결과와 비교한 결과중 지지력, 측방 및 연직변위에 매우 근접한 양상을 보여 해석법의 정도를 확인할 수 있었다. This study aims at investigating the effect of reinforcement as well as the deformation characteristics of foundation reinforced with geotextile for the stabilization of soft clayey soils. Two-dimensional model foundation test was carried out by doing preparation, loading, observation of deformation and measurement by the of same apparatus. The types of model foundation was classified into four categories depending on the condition of lay-out of geotextiles. To check the validity of the computer program actual data for measurement during model testing was compared with numerical results performed using techniques developed by the research group specializing in geotechnical engineering, Chonnam National University. For the FEM analysis, Biot·s consolidation equation was selected as governing equation coupled with the modified Cam-clay model in clayey soil and the elastic model in sandy soil as constitutive equations respectively. However beam theory was introduced for the material of geotextile. Some main results summerized are as follows: 1. The curve of settlement vs bearing capacity follows the same path irrespective of the number of layers in geotextile horizontally penetrated into the foundation until bearing capacity reaches constant value (i.e. qu = 0.3kg/Cm²) and thereafter bearing capacity increases sharply as the number of geotextile layers increases. 2. The behavoir of ground surface failure without geotextile appears to show the local shear failure while general shear failure on the foundation reinforced with geotextile tends to occur depending on the increment of geotextile layers. 3. compared with the heaving of the foundation surface without geotextile, the more restrained effect of heaving is shown as the number of geotextile layers increases. 4. The ground surface reinforced with geotextile turns out to have restraint effects on settlement or lateral displacement for constant loading. 5. The comparison between actual measurement and numerical results in bearing capacity, lateral and vertical displacement coincides well, which conforms high accuracy of the computer codes developed for the deformation analysis of soft foundation thus far.

생석회말뚝을 이용한 연약점토지반 개량효과에 대한 모형실험연구

김동석 목포대학교 대학원 2000 국내석사

최근 우리나라는 연약지반개량의 필요성이 날로 급증하여 지금까지의 지반개량보다 우수한 특성을 지닌 개량재를 개발하거나 새로운 형태의 지반개량 기술도입의 필요성을 절감하게 되었다. 본 연구에서는 생석회말뚝의 적용성을 고찰하기 위하여 영암군데 있는 연약한 해성점토 특성과 생석회말뚝에 의한 지반개량효과 분석을 시행하였다. 지반의 전단강도를 증가시키는 것이 생석회말뚝공법에 의한 지반개량의 주된 효과이고, 이 공법은 탈수효과, 건조 및 화학반응효과, 압축효과 등을 동시에 가지고 있는 연약지반 처리공법이다. 모형지반에 대한 생석회말뚝의 면적비가 각각 5, 10, 15%, 그리고 생석회말뚝의 타설간격은 각각 1, 2, 3배가 되도록 타설하였다. 본 연구에서는 시간경과에 따른 함수비감소와 온도변화, 그리고 함수비감소에 따른 지반강도증가 등을 검토하여 연약지반의 개량효과를 분석하였다. 연구결과, 생석회말뚝이 타설된 지반의 함수비는 원지반에 비해 대략 28~38%가 감소하였고, 전단강도는 대략 9~15배 증가하였고, 그리고 가장 적절한 생석회말뚝의 타설면적비는 모형지반의 10%, 타설간격은 생석회말뚝직경의 2배로 나타났다. 따라서 생석회는 지반개량재로서 활용할 가치가 충분하고, 생석회말뚝공법은 연약한 해성점토의 개량에 경제적이고 탁월한 효과를 나타낼 것으로 판단된다.

非線形 모델에 의한 軟弱粘土地盤의 擧動에 關한 硏究

황영철 漢陽大學校 1992 국내석사

쇄석다짐말뚝으로 보강된 연약지반의 거동특성

김민석 조선대학교 2016 국내석사

연약지반개량 공법에는 개량목적에 따라 여러 가지 공법들이 있으며, 최근 국내에서는 연약점토지반이나 느슨한 사질토 지반에 모래 및 쇄석을 일정한 상대밀도()를 유지하면서 압입하여 원지반에 일정한 지름을 가진 말뚝을 조성하는 쇄석다짐말뚝(Granular Compaction Pile)공법을 적용하는 사례가 급증하고 있다. 그러나, 시공사례가 증가함에 따라 GCP공법 시공 중 지반의 교란에 의해 쉽게 강도특성을 상실하는 점토지반에서 시공의 불확실성과 내부파괴의 문제점을 가지고 있으며, 간극막힘(Clogging)현상, 선단부의 팽창파괴 등의 피해사례가 급격히 증가하고 있다. 국내 쇄석다짐말뚝(GCP)공법은 정량적인 설계법이 없기 때문에 경험적인 방법에 의해 설계, 시공되고 있는 실정이므로 팽창파괴, 전단파괴 등 다양한 형태의 파괴가 발생하고 있으나 명확한 원인규명 및 파괴예방대책 수립이 어려운 실정이다. 또한 시공장비, 재료적특성이 다름에도 불구하고 해외에서 적용하는 공법을 그대로 적용하여 지지력, 침하량 등이 실측값과 큰 차이를 나타낸다. 기존 제안된 이론식은 단일말뚝 형태에 대한 지지력만 고려하므로 현장에 적용되었을 때, 군말뚝 효과 등을 고려하지 않았기 때문에 이론적 보완을 통하여 국내의 GCP공법에 최적화된 설계법을 정립할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 GCP공법의 합리적인 설계법 제안을 위한 기초단계로써, 설계정수 값의 변화에 따른 지지력의 변화 및 응력분담비에 따른 복합지반의 지지력 및 거동특성을 비교·분석하기 위하여 실제 GCP공법이 적용된 복합지반 현장의 데이터를 기반으로 1, 2차원압밀해석 연구를 실시하여 GCP공법 적용으로 인한 지반의 거동특성을 분석하고자 한다. There are several methods in the soft ground improvement technique in accordance with improvement purposes, and recently cases using granular compaction pile method which creates a pile with a constant diameter on base surface putting pressure to insert the sand and crushed stone while maintaining it a constant density on the ground of soft clay soils or sandy soils are rapidly increasing domestically. However, as the construction case by GCP method, this method can contain several problems such as uncertainty of construction, inner destruction, clogging phenomenon, bulging failure, and the other failure in clay ground. Because the clay ground is very soft and loses the strength by ground disturbance, damage case of GCP method is rapidly increasing. Since there is no quantitative GCP design method, this method is designed by experiential method. Because of this, several failures occurs such as bulging, shear failure and other phenomenon. Therefore, it is difficult to confirm the definite cause and to establish the prevention plan for failure. Also, although it is different to design and construct by the different equipment and material characteristics, domestic method is intactly applied by the method of foreign country. As a result, the GCP method may produce a significant error between actual values of bearing capacity and settlement and expected values. Since conventional equation is being considered as single pile, it is necessary to allow for group pile effect. Therefore, the GCP method has to optimize design method through the theoretical supplementation. Consequently, this study aims to suggest a rational design method, through one and two-dimensional numerical analysis of composite ground according to diverse change of design parameter such as stress concentration ration and internal friction angle. As a result of numerical analysis, the GCP design method will be acceptable to apply the domestic ground.

軟弱粘土地盤에 適用된 팩 드레인 工法의 改良에 關한 硏究

강상균 부산대학교 산업대학원 2001 국내석사

The pack drain method which is one of the typical soil-improvement methods for silty or clay type of soil is ineffective in terms of consolidation, workability and economical efficiency because of the structural patterns of the existing pack drain equipment. This study is to analyze the effectiveness of T.P.D.(Triangle Pack Drain) method which was developed to solve the structural problems of the existing equipment by the test implementation on site and by comparing with the existing P.D(Pack Drain) method in accordance with the arrangement and distance of drains and quality of horizontal drainage materials. The summary of the study results is as below,1) According to the analysis of soil characters on the ground which a consolidation happened after the test implementation, triangle arrangement and 1.2m×1.2m distance of drains have better consolidation efficiency than quadrate arrangement and 1.5m×1.5m distance. 2) In the T.P.D method, natural moisture contents drop 14.5% in 1.2m×1.2m distance and 13.2% in 1.5m×1.5m one. 3) A horizontal drainage efficiency is better with rubble stone mat(ø 40mm) than with sand mat even if interpenetration speed is 2∼3 times slower. 4) An equipment for T.P.D method (an equilateral triangle arrangement, ø100mm -diameter caissing and simultaneous interpenetration of 6 pivots) has technical advantages as below,① Equal drainage efficiency occurs by the equilateral triangle arrangement which shortens effective distances. ② Improvement of workability on caissing interpenetration and decreasing of sear zone. ③ Shortening of project period and prevention of soil disturbance. ④ Approximately 30% cost saving by reducing 26% sand quantity and shortening project period by simultaneous interpenetration of 6 pivots.