대나무매트로 보강된 연약점토지반의 모형실험 및 변형해석 = (An) experimental study and deformation analysis on soft clay foundation reinforced with bamboo mat

국문 초록 (Abstract)

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.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

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.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 = 1
• 가. 연구 목적 = 1
• 나. 연구 동향 = 2
• 다. 연구 내용 및 방법 = 3
• 제2장 문헌 연구 = 4
• 가. 대나무 매트의 특성 = 4
• 나. 연약지반상 성토에 의한 변형과 파괴양상 = 8
• 다. 유한 요소 해석 Program = 13
• 제3장 2차원 모델 재하 시험 = 20
• 가. 실험 목적 및 범위 = 20
• 나. 시료의 조제 및 성질 = 20
• 다. 실험 장치 및 방법 = 22
• 라. 대나무의 물리적 성질 = 27
• 제4장 실험결과 및 고찰 = 29
• 가. 지지력과 침하관계 = 29
• 나. 연직 변위 = 32
• 다. 수평 변위 = 32
• 제5장 실험결과와 해석치와의 비교 = 45
• 가. 해석에 사용된 요소 및 경계조건 = 45
• 나. 사용된 parameter = 46
• 다. 실측치와 해석결과의 고찰 = 46
• 제6장 결론 = 53
• 참고문헌 = 54