연약지반의 비배수 전단강도에 대하여 연약지반 위에 성토할 수 있는 최대 높이인 한계성토고를 결정하기 위하여 Fig 2.5를 이용할 수 있다.즉 성토고의 증가에 따 라 증가되는 상재압력(p=γh)이 연약지반의 비배수전단강도의 3배가 되면(py=3c) 전단변형이 발생하게 됨을 예측할 수 있다.
2.Oteo의 방법
Oteo는 Marche에서의 변수 R과 성토규모를 나타내는 H/B와의 관계를 20여개의 현장실측치로부터 얻어 Fig 2.6과 같이 정리하였으며,또한 Tournier의 이론곡선과 F.E.M의 값도 함께 Fig2.6에 표시하였다.이 결과로부터 R과 H/B는 대략 그림 중 의 굵은 실선으로 표시된 영역의 범위에서 발생되고 있다고 할 수 있다.따라서 성 토규모가 결정되면 Fig 2.6을 이용하여 예상되는 최대측방유동량을 예측할 수 있을 것이다.
0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
0 0.5 1.0 1.5 2.0
( H / B ) nondmensional displacement favor.R R = δ o E
qB
tourmier(1972) measured values
F. E. M average line of measured values
s
Fig2.6Maximum horizontaldisplacementmeasuredinsoftsoils
3.Canada의 방법
Canada및 미국내의 약 90여 개소의 지지말뚝을 갖는 교대․교각의 변형에 대한 조 사 사례를 검토하여,교량 교각의 연직변위와 수평변위의 관계를 Fig 2.7과 같이 정리
하였다.Sv<50mm 및 Ym<25mm 이면 유지 관리상의 문제가 없으며(C),50mm≤Sv≤ 100mm 및 25mm≤Ym≤50mm 이면 어느 정도 변형이 있으며(B),Sv>100mm 및 Ym>50mm 이면 유지관리상의 문제가 있다(A)고 판정한다.
그림 중의 ○,△는 유지관리상의 문제가 없는 경우이며,●,▲는 유지관리와 보수의 필요가 있는 경우이다.
0.001 0.01 0.1 1.0 10.0
0.01 0.1 1.0 10.0
0.001
1 3 10 25 50 100 250 500 1000
1 3 10 25 50 100 250 500 1000
vertical deflection(ft) vertical deflection(mm)
lateral deflection(ft)
C B A
lateral deflection(mm)
Fig2.7Canadianmethod
2. 2. 2일본의 판정기준
1.일본건설성 토목연구소의 방법
1)측방유동판정치에 의한 방법일본건설성 토목연구소(建設省土木硏究所 1981)등이 제36회 토목학회 년차학술 강연회에서 제안한 방법이다.지반의 측방유동은 흙 구조물의 안정문제와 관련이
있으므로 성토의 안정계수를 기본으로 하고 기타 주요한 요인을 조합한 3가지의 계수로 보정하여,다음 식(2.8)로 계산한 I＜1.2인 경우에는 측방유동의 우려가 없으 며,I≥1.2일 경우에는 측방유동의 우려가 있다고 판정한다.
firm stratum sand sand clay sand
h
D L
A
B
b1
b=∑ bi
Fig2.8Methodbydecisionvalueoflateralflow
∙ ∙
(2.8)
여기서,μ1은 연약층 두께에 관한 보정계수,μ2는 말뚝자체의 저항폭에 관한 보정 계수,μ3은 교대길이에 관한 보정계수,D는 연약층의 두께,ℓ은 말뚝의 근입길이, b는 교축직각방향 말뚝폭의 합계,B는 교축직각방향 기초의 폭,L은 교축방향 기초 의 길이,․h는 성토하중,c는 연약층의 평균 점착력이다.
2)원호활동파괴의 안전율에 의한 판정
건설성 토목시험소의 ‘편재하중에 의한 구조물의 수평이동에 관한 연구보고서’에 서 제안한 방법으로,교대 및 말뚝기초를 무시하고 원호활동에 대한 안정계산을 하 여,Fs＞1.0이면 측방유동의 가능성이 없으며,Fs＜1.0이면 측방유동의 가능성이 있 다고 판정한다.
2.일본 도로공단의 방법
1)측방유동지수에 의한 판정Fig2.9와 같은 75개소의 현장계측결과를 대상으로 하여 수량화이론에 의한 요인 을 분석한 다음 상관성이 높은 요인을 조합한 안정수를 이용하여 측방유동지수(F 치)를 다음 식(2.9)로 계산하고,F≥0.04인 경우에는 측방유동의 위험성이 없으며,F
<0.04인 경우에는 측방유동의 위험성이 있다고 판정한다.
firm stratum sand clay
H
D
datum line
em bankm ent
Fig2.9Methodbycalculationoflateralflow index
(2.9)
여기서,c는 연약층의 평균점착력이며,γ․H는 성토하중이고,D는 연약층의 두 께이다.
2)비원호파괴의 안전율에 의한 판정
연약지반의 강소성론에 의한 극한저항과 성토하중과의 관계로부터 가정된 파괴 면에 따라 구한 안전율과 배면토하중으로 생기는 교대의 수평이동량을 계산하여 측방유동을 판정하는 방법이다.FR≥3.0 및 y≤10cm이면 측방유동의 우려가 없으 며,FR＜3.0및 y＞10cm이면 측방유동의 우려가 있다고 판정한다.
① 안전율에 의한 방법
∙
(2.10)
② 계산이동량에 의한 방법
y=β․ε․D (2.11)
(2.12)
여기서,c는 얀약층의 점착력 평균치,L은 교축방향 교대의 길이,B는 모래층 두 께의 합,D는 연약층 두께의 합,1은 모래층의 단위체적중량,Nr은 모래층의 지지 력계수로서 실용적으로 N치를 사용해도 무방하다.t는 성토의 단위체적중량,H는 성토의 높이,β는 보정계수(β=0.5),ε은 축변형율,qu는 일축압축강도,E50은 변형계 수이다.
3.일본 수도고속도로공단의 방법
20개소의 현장계측사례를 검토하여 교대와 말뚝기초가 없는 것으로 가정한 후, Fig 2.10과 같이 성토 단부의 연직선상에 중심점을 두고 연약층의 중간을 통과하는 원호활동파괴면에 대하여 계산한 최소안전율인 원호활동저항비 Fc와 연약층의 압밀침
하량(Sv)을 이용하여 측방유동 영향의 유무를 판정한다.
그 결과 Fc≥1.6및 Sv<10cm이면 측방유동의 위험성이 없으며,1.2≤Fc≤1.6및 10cm≤Sv≤50cm 이면 분명하지 않지만 측방변위를 고려한 설계법으로 검토해야 하며,Fc<1.2및 Sv>50cm이면 측방유동의 위험성이 있다고 판정한다.
embankment covered soil sand N-value 5 15
sliding surface clay N-vale 0 3
sub grade N-value 10 30
firm stratum
~
~
~
Fig2.10Calculationmethodtosafetyfactorbyresistanceincircularslidingsurface