흙막이 벽체의 보일링 해석방법에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Due to rapid industrial development, underground excavation work is rapidly increasing, and the application of earth retaining methods to minimize the surrounding impact caused by underground excavation is becoming common. In the earth retaining method, the safety of the excavation bottom must be ensured simultaneously with penetration depth and safety against boiling phenomenon for all soil layers except the soft cohesive soil layer.
Among the review methods presented in the temporary earth retaining design standards and underground safety evaluation standard manual, the safety factor of penetration depth takes cohesion into consideration. Since the boiling review formula has limitations in that it does not take adhesion into consideration, research on boiling review formulas that take adhesion into consideration is required.
The direction of the study is that if the review standard requires that the stability condition for the penetration depth and the stability condition for the boiling phenomenon be satisfied simultaneously in cohesive ground conditions, the wall penetration depth is excessive due to the limitations of the boiling review equation that does not take cohesion into account. Since there is a problem with the calculation, existing theories were reviewed to supplement this.
A rational research direction that can satisfy both conditions at the same time by analyzing various earth pressure equations and analysis methods for determining penetration depth presented in the design standards for temporary retaining facilities and the standard manual for underground safety evaluation, and analyzing various theoretical equations and standards for boiling review.
In order to propose a reasonable review formula that can be applied to cohesive ground conditions, an indoor model experiment was conducted and the results were analyzed to determine the flow characteristics of water in the soil and calculate the safety factor. The conventional theoretical formula and the researcher's proposed formula were used. The safety factor was calculated using.
Through analysis of the research results, a boiling review equation considering cohesion was studied to enable a reasonable design when simultaneously reviewing measures to secure safety for penetration depth and boiling phenomenon in cohesive ground.
Proposal of a modified version of Terzaghi's simple formula that can take adhesion into account, and verification of adequacy through measurement management results and reverse analysis through application cases of the proposed review formula.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 배경 1
• 2. 연구의 목적 및 연구방법 2
• Ⅱ. 기존의 이론과 연구 고찰 4
• 1. 기존 연구 고찰 개요 4
• 2. 기존 연구 고찰 4
• 1) 흙막이벽체에 작용하는 토압론 4
• 2) 흙막이벽체의 탄소성해석법 9
• 3) 흙막이벽체 근입깊이 검토방법 11
• 4) 굴착저면의 지반 안정 이론 12
• 5) 보일링(boiling)검토방법 22
• 6) 굴착저면의 안정에 관한 국내연구동향 33
• 3. 기존 연구의 문제점 34
• 1) 두가지 교차 검토 시 문제점 34
• 2) Robert Balthasar Wudtke 검토식 34
• 3) 국내 연구 동향 34
• 4. 문제점을 고려한 연구방향 35
• Ⅲ. 굴착저면의 안전성 검토 기준 36
• 1. 굴착저면 안전성 검토 개요 36
• 1) 안전성 검토 기준 36
• 2) 근입깊이 결정 시 적용 토압식 36
• 3) 안전성 검토 기준 조사 38
• 2. 가설흙막이 설계기준 검토 39
• 1) 토압과 수압 39
• 2) 흙막이 구조물의 해석방법 41
• 3) 안정성 검토 42
• 3. 지하안전평가서 표준매뉴얼 검토 44
• 1) 굴착저면 안전 검토 44
• 2) 히빙 검토 44
• 3) 파이핑(보일링) 검토방법 49
• 4. 안전성 검토 기준의 한계성 및 연구방향 52
• 1) 안전성 검토기준 요약 52
• 2) 안전성 검토기준의 한계성 52
• Ⅳ. 실내실험 및 안전율 산정 54
• 1. 안전율 산정 개요 54
• 2. 보일링 현상의 실내모형실험 54
• 1) 실내모형실험 개요 54
• 2) 흙속의 물의흐름과 유선의 특성 분석 54
• 3) 실내모형 실험을 위한 흙시료 채취 57
• 4) 상사법칙의 적용 58
• 5) 모형토조 59
• 6) 거친모래와 모래질실트의 파괴거동 비교 60
• 7) 토질조건에 따른 모형실험 결과의 안전율 산정 64
• 3. Terzaghi 간편식으로 안전율 산정. 81
• 4. 한계동수경사 이용식으로 안전율 산정 87
• 5. Robert Balthasar Wudtke 제안식으로 안전율 산정 92
• 6. 근입깊이에 대한 안전율 산정 97
• 1) 근입깊이 1.0m 99
• 2) 근입깊이 2.0m 100
• 3) 근입깊이 3.0m 101
• 4) 근입깊이 4.0m 102
• 7. 침투해석 결과를 이용한 안전율 산정 103
• 1) 해석 방법 104
• 2) 해석 결과 105
• Ⅴ. 안전성 연구 결과 분석 109
• 1. 결과 분석 방향 및 조건 109
• 1) 결과 분석 방향 109
• 2) 결과 분석 조건 109
• 2. 근입깊이의 안전율 분석 111
• 1) 근입깊이의 안전율 산정 결과 112
• 2) 근입깊이의 안전율 결과 분석 116
• 3. Terzaghi 간편식 분석 118
• 1) 안전율 산정결과 118
• 2) 안전율 분석 118
• 3) 점착력을 고려한 안전율 검토결과 120
• 4. 한계동수경사 이용식 분석 120
• 1) 안전율 산정결과 120
• 2) 안전율 분석 121
• 3) 점착력을 고려한 안전율 검토결과 123
• 5. Robert Balthasar Wudtke 제안식 분석 123
• 1) 안전율 산정결과 123
• 2) 안전율 분석 123
• 3) 점착력을 고려한 안전율 검토결과 126
• 6. 실내실험 결과 분석 126
• 1) 근입깊이(Dz)별 점착력계수(α)에 따른 안전율 산정 126
• 2) 안전율 분석 130
• 3) 실내모형실험 모델 Scale 조정 132
• 4) 근입깊이비(β)와 점착력계수(α)를 고려한 안전율 136
• 5) 점착력을 고려한 안전율 검토결과 139
• 7. 침투해석 결과 분석 140
• 1) 안전율 산정결과 140
• 2) 안전율 분석 143
• 8. 안전율 분석 결과 비교 143
• 1) Terzaghi 간편식과 한계동수경사 이용식 비교 143
• 2) 기존 제안식과 실험결과의 비교 149
• Ⅵ. 보일링 검토 방법 제안 155
• 1. 보일링 검토 방법의 한계성 155
• 1) 보일링 검토 기준 155
• 2) 보일링 검토방법에서 점착력이 존재하는 지반의 문제점 155
• 2. 보일링 검토식 제안 155
• 1) Terzaghi 간편식 고찰 155
• 2) Terzaghi 간편식과 한계동수경사 이용식 상관성 156
• 3) Robert Balthasar Wudtke 제안식 고찰 157
• 4) 점착력을 고려한 제안식 158
• 3. 수정 검토식의 적용 사례 161
• 1) 현장 개요 161
• 2) 수정 검토식의 적용 사례 161
• 3) 굴착저면의 안전성 검토 163
• 4) 굴착 및 관리 167
• 5) 굴착지반 조건을 고려한 역해석 168
• 6) 적용 사례 평가 168
• Ⅶ. 결 론 169
• 참고문헌 171