되메움 공간의 상재하중 영향평가에 관한 연구 = Evaluation of surcharge loads acting in backfilled space

국문 초록 (Abstract)

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.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

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.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 국문요약 = ⅰ
• 표목차 = ⅲ
• 그림목차 = ⅲ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 본론 = 4
• 1. 문헌고찰 = 4
• 1.1 Marston ＆ Anderson(1913) 이론 = 4
• 1.2 Handy(1985) 이론 = 6
• 1.3 Kellogg(1993) 이론 = 11
• 1.4 Terzaghi(1956) 이론 = 15
• 1.5 대칭경사 지반에서의 상재하중에 의한 지중응력 산정식 제안 = 17
• 2. 실내모형시험 = 21
• 2.1 모형지반의 강도정수 = 21
• 2.2 실험 장치 = 24
• 2.3 실험 방법 = 27
• 3. 수치해석 = 28
• 3.1 개요 = 28
• 3.2 해석 방법 = 28
• 4. 실험결과 및 분석 = 31
• 4.1 실험 결과에 의한 단계별 하중변화에 따른 분석 = 31
• 4.1.1 되메움 벽면이 대칭경사일 경우 = 31
• 4.1.2 되메움 벽면이 수직일 경우 = 36
• 4.1.3 저부폭 증가에 따른 실험결과 비교 = 38
• 4.2 실험 결과, Terzaghi(1956) 이론식, 제안 이론식 및 수치해석 결과 비교 = 40
• 4.2.1 되메움 벽면이 대칭경사일 경우 = 40
• 4.2.2 되메움 벽면이 수직할 경우 = 45
• Ⅲ. 결론 = 48
• 참고문헌 = 50
• Abstract = 53