확장부의 폭과 각도 형상을 고려한 지반보강재의 인발거동 평가
초록/요약
확장형 지반보강재는 기존의 지반보강재에 비해 확장부의 수동저항으로 인해 인발저항력이 증가된다. 이에 따라 천공 직경 및 길이를 감소시킬 수 있어서 시공기간과 공사비가 절감되고, 지반과의 정착이 확실해지는 장점이 있다. 본 연구에서는 확장형 지반보강재의 확장부 형상에 따른 인발저항력 변화 및 주변지반 거동을 평가하기 위해 2차원 모형시험을 수행하였다. 확장부의 폭, 확장설치 각도, 지반의 구속여부를 변수로 인발시험을 수행하였다. 확장부의 폭은 10 mm, 20 mm, 40 mm이고 확장설치 각도는 90°, 45°, 27°, 18°, 지반의 구속조건은 토조에 덮개를 설치하여 구현하였다. 시험 결과, 확장형 지반보강재의 인발저항력은 확장폭이 커질수록 증가하는 경향을 보였다. 확장형 지반보강재의 하중-변위 곡선에서는 비례영역과 수렴영역이 뚜렷하게 나타났고, 토조에 덮개를 설치하면 지반보강재의 인발저항거동이 덮개가 없을 때와 다른 경향을 보였다. 즉, 덮개가 설치된 경우에는 지반보강재의 인발저항력이 수렴하지 않고 계속 증가하지만, 덮개가 없는 경우에는 인발저항력이 수렴하였다. 확장폭이 작은 지반보강재는 확장각도가 감소할수록 인발저항력은 증가하였다. 주변 영향범위는 확장폭이 커질수록 증가하는 경향을 보였으며, 이는 인발변위에 대한 지반의 변위를 비율로 표현하고 구근의 형태로 나타내었다. 연구 결과 확장부의 폭과 각도 형상이 지반보강재의 인발거동에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 확장형 지반보강재의 형상을 다양하게 적용하면 확장형 지반보강재의 활용성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.
more초록/요약
The extension-type ground reinforcement member increases pull-out resistance due to the passive resistance of the extension zone compared to the existing ground reinforcement member. Accordingly, it is possible to reduce the boring diameter and length, thereby reducing the construction period and cost, and has the advantage of being sure to settle with the ground. In this study, a two-dimensional model test was performed to evaluate the change in pull-out resistance and the surrounding ground behavior according to the shape of the extension zone of the extension-type ground reinforcement member. A pull-out test was performed as variables for the width of the extension zone, the extension angle, and whether the ground was constraint. The width of the extension zone was 10 mm, 20 mm, 40 mm, and the extension angle was 90°, 45°, 27°, 18°. The constraint conditions of the ground were implemented by installing a cover on the soil box. The pull-out resistance of the expansion-type ground reinforcement member tended to increase as the expansion width increased. In the load-displacement curve of the extension-type ground reinforcement member, the proportional region and the converging region were clearly seen. When the cover was installed on the soil box, the pull-out resistance behavior of the ground reinforcement member showed a different tendency than when the cover was not installed. That is, when the cover is installed, the pull-out resistance of the ground reinforcement member does not converge and increases continuously. But, in the absence of the cover, the pull-out resistance converges. For ground reinforcement members with a small expansion width, pull-out resistance increased as the expansion angle decreased. The influence range of the ground tended to increase as the expansion width increased. This was expressed as a ratio of the displacement of the ground to the pull-out displacement and expressed in the form of a bulb. As a result of the study, it was confirmed that the width and inclination shape of the extension zone affect the pull-out behavior of the ground reinforcement member. It is believed that the utility of the extension-type ground reinforcement member can be increased by applying various shapes of the extension-type ground reinforcement member.
more목차
제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 동향 2
1.3 연구목적 및 필요성 4
1.4 연구내용 및 범위 5
제 2 장 기존연구 및 기술수준 6
2.1 기존의 지반보강재 6
2.1.1 말뚝기초 6
2.1.2 앵커 13
2.1.3 쏘일네일 18
2.2 확장형 지반보강재 24
2.2.1 파형 마이크로파일 24
2.2.2 헬리컬 파일과 네일 27
2.2.3 확장형 앵커 33
제 3 장 모형시험 38
3.1 개요 38
3.2 모형지반의 특성 38
3.2.1 모형지반의 물리적 특성 38
3.2.2 모형지반의 역학적 특성 41
3.3 모형시험기 42
3.4 시험 변수 46
3.5 계측 시스템 48
3.6 모형시험 수행방법 48
제 4 장 모형시험 결과 50
4.1 개요 50
4.2 지반보강재 인발에 의한 지반의 파괴시점 51
4.3 확장하지 않은 지반보강재의 인발저항력 (NRC) 52
4.4 확장폭에 따른 지반보강재의 인발저항력 53
4.4.1 구속된 지반 내 지반보강재 53
4.4.2 구속되지 않은 지반 내 지반보강재 60
4.5 확장각도에 따른 지반보강재의 인발저항력 67
4.5.1 확장각도가 다른 20 mm 확장형 지반보강재 67
4.5.2 확장각도가 다른 40 mm 확장형 지반보강재 75
4.6 확장폭에 따른 지반보강재 인발에 의한 주변지반의 거동 80
제 5 장 결과분석 및 토의 93
5.1 개요 93
5.2 모형시험 분석 및 고찰 94
5.2.1 지반보강재 인발에 의한 지반의 거동특성 95
5.2.2 확장폭에 따른 지반보강재의 인발저항력 98
5.2.3 확장각도에 따른 지반보강재의 인발저항력 99
5.2.4 구속여부에 따른 지반보강재의 인발저항력 101
5.2.5 확장폭에 따른 주변지반의 인발거동 102
5.3 기대 및 파급효과 105
5.4 후속연구 106
제 6 장 결 론 108
참고문헌 110
부록 116
Abstract 157
