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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이일화
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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이 논문의 연구 히스토리 (4)
2016
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토목섬유를 보강한 성토지지말뚝(GRPS) 공법은 연약지반 상부에 건설되는 성토구조물의 잔류침하를 억제하고, 공사기간을 단축할 수 있는 방법으로 그 적용성이 확대되고 있다. 이러한 장점은 공법의 우수한 하중전달 작용으로부터 발생하며, 성토체에 작용하는 대부분의 하중은 지반 아칭효과와 토목섬유의 인장효과에 의해 말뚝으로 전이된다. 이에 세계 각국에서는 다양한 연구를 근간으로 설계방법을 제안해왔지만, 성토 후 발생하는 추가하중을 고려한 시스템의 하중전이 효과는 확실하게 규명되지 않은 실정이다. 따라서 본 논문에서는 섬유보강 지지말뚝 성토체에 작용하는 정적 및 반복하중 전이 특성을 분석하기 위하여 실물크기의 시스템을 조성한 후, 재하시험을 수행하였다. 시험은 크게 말뚝 간격의 크기와 토목섬유 보강조건을 매개변수로 총 5 가지 경우로 나누어 진행하였다. 먼저, 말뚝의 간격은 독일 EBGEO 설계법의 권고사항을 바탕으로 동적하중 한계성토고 기준에 만족하는 경우와 만족하지 않는 경우로 나누어 배치하였다. 또한 말뚝의 배치 간격별로 각각 토목섬유를 보강하지 않은 조건과 보강한 조건에서 재하시험을 수행하였다. 말뚝과 토목섬유 상부에 하중계를 설치하여 정적하중과 반복하중 재하에 따른 수직하중을 측정한 결과, 크게 두 가지의 동일한 하중전이 특성을 보여주었다. 첫 번째는 토목섬유 보강으로 인하여 오히려 아칭효과가 감소하고, 토목섬유의 인장력이 감소한 아칭효과의 하중만큼 대신 말뚝으로 전이시키는 경향이다. 또한, 이러한 결과는 한계성토고 이상인 조건에서 발생하였으며, 무보강시의 아칭효과 대비 보강한 경우 최대 약 1.53배 감소하였다. 토목섬유를 설치함으로서 말뚝으로 전달되는 하중이 증가한다는 기존의 인식과는 상반된 결과이다. 두 번째는 말뚝의 배치 간격이 증가함에 따라 아칭으로 인한 하중전이와 토목섬유의 보강효과가 감소하여 말뚝효율이 저하되는 현상이다. 한계성토고 이상이 되도록 말뚝을 배치한 조건을 기준으로 말뚝 간격을 증가시킨 결과, 무보강 시스템에서는 최대 약 1.5배, 보강한 시스템에서는 약 1.24배 감소된 말뚝효율을 보여주었다. 두 가지의 하중전이 특성을 종합해보면, 토목섬유의 설치효과는 말뚝 간격을 크게 배치한 경우에 발생하지만, 보강한 조건에서의 토목섬유 인장력 분담률은 말뚝 간격이 작을수록 증가하는 것을 알 수 있다. 이와 같이 전체적으로 성토지지말뚝 시스템의 하중전이 메커니즘은 동일한 경향성을 보여주었다. 그러나, 반복하중 재하에 따라 감소된 아칭효과는 같은 크기의 정적하중 재하시 보다 약 1.15-1.23배 적은 하중을 말뚝으로 전달하였으며, 말뚝 간격에 대한 성토높이의 비가 작을수록 아칭효과의 감소 지수가 크게 나타났다. 따라서, 반복하중을 고려한 성토지지말뚝 공법 설계 시 말뚝 간격 대비 충분한 성토고 확보와 더불어 토목섬유의 보강이 요구되지만, 보강에 따른 아칭효과 감소에 대비하여 추가적인 안전율 검토가 필요할 것으로 판단된다.
목차
Ⅰ. 서론1. 연구배경2. 연구목적 및 범위Ⅱ. 이론적배경1. GRPS 시스템의 하중전이 메커니즘가. 지반 아칭효과로 인한 성토하중 전이나. 토목섬유 보강효과로 인한 성토하중 전이2. GRPS 시스템의 하중전달 특성 평가 방법3. GRPS 시스템 설계방법가. 지반 아칭설계 모델나. 토목섬유 설계 모델다. 동적하중을 반영한 설계 권고사항4. GRPS 시스템의 반복하중전달 특성 기존연구Ⅲ. 실대형 재하시험1. 시험계획2. 시험재료가. 말뚝나. 연약지반 모사품다. 토목섬유라. 성토재료3. 계측기 설치4. 하중조건Ⅳ. 실대형 재하시험 결과1. 토목섬유 보강조건에 따른 하중전이 특성가. 정적하중 재하시험 결과나. 반복하중 재하시험 결과2. 말뚝의 배치간격 크기에 따른 하중전이 특성가. 정적하중 재하시험 결과나. 반복하중 재하시험 결과Ⅴ. 분석 및 고찰1. 말뚝 간격별 토목섬유 보강에 따른 하중전달 특성 평가2. 토목섬유 보강조건별 말뚝 간격증가에 따른 하중전달 특성 평가3. 반복하중으로 인한 지반 아칭효과 감소지수Ⅵ. 결론참고문헌
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