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The finite element program (MIDAS GeoXD) was used to estimate the effect of the berm on the displacement of the wall in detail. A function of the berm was also evaluated by comparison between the passive displacement of the berm and the maximum wall displacement.

연구 목적

연구 범위

연구 구성

버팀대지지벽체 모형토조 실험

옹벽은 두께 3mm의 아크릴판을 사용하였고, 하부는 자유단으로 설정하였다. 특히 3단 지지대 하단에 있는 벤치의 부피가 일정 크기 이하로 떨어지는 경우(벤치의 모양이 사다리꼴에서 삼각형으로 변경됨, 그림 참조)

Fig. 2.1 Test procedure of strut supported retaining wall in soil tank test (Yang and Park, 1998)

캔틸레버벽체 모형토조 실험

또한, 모래 내부마찰각이 증가할수록 벽체 변위는 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 벤치의 크기가 증가할수록(높이가 증가하고 경사가 완만해질수록) 내부마찰각의 영향은 미미한 것으로 나타났다.

Fig. 2.3 Configuration of geometry of bermed excavation (Youssef, 2003) 측정결과 (Table 2.1) 소단의 경사가 완만할수록 소단의 높이가 높을수 록 벽체의 변위가 효율적으로 감소됨을 알 수 있었다

수치해석

점토지반에서 소단의 효과

벤치 높이가 높고 경사가 완만할수록 벽 변위가 더 효과적으로 줄어듭니다. 나머지 벤치의 굴착에 따른 옹벽 변위와 굽힘 모멘트의 깊이 분포는 Fig.

Fig. 2.5 Computed and observed wall and soil movements at San Francisco (Clough and Denby, 1977)

건축현장 사례

또한, 굴착지역 내부의 지반에서 흘러나오는 물의 흐름과 정체로 인해 지반이 더욱 약화되고 굴착 내부 벽체의 변위가 계속되는 현상이 측정결과에도 반영되어 관리기준을 초과하게 된다. 따라서 굴착깊이가 증가함에 따라 구획규모를 확대하고, 경사면의 경사를 완만하게 하며, 굴착 전 굴착지역 내 토양의 수분함량을 감소시키는 대책을 마련해야 한다.

결과 고찰

실내실험 결과 고찰
수치해석 결과 고찰
현장사례 결과 고찰
현장상황
조사 및 시험 결과

한편, 벽 변위는 벤치의 부피에 비해 벤치의 부피를 최대 약 7m3/m까지 크게 줄이는 효과가 있으나 그 이후에는 수렴되는 경향이 있습니다. 따라서 벽체의 기계적 및 변위 안정성을 위한 최적의 둑 체적은 약 7m3/m인 것으로 나타났다. 측정 결과는 먼저 관리 표준 값, 소규모 영향 및 현장 하층토에 관한 것입니다.

현장계측

계측기 설치

계측관리 기준치

소단에 따른 계측결과

제방폭과 굴착깊이의 변화에 따른 최대수평변위를 지하경사계를 이용하여 측정한 결과는 Fig. 일반적인 경향을 보면 굴착깊이가 증가하고 제방의 폭이 좁아질수록 축력이 증가하는 경향을 볼 수 있다. 일반적인 경향은 굴착 깊이가 증가하고 뱅크 폭이 감소함에 따라 인장 응력이 증가하는 것을 보여줍니다.

Fig. 3.6 Measured maximum horizontal displacement to berm width in case of 5.2m excavation

결과 고찰

소단의 기하형상과 벽체변위

다중공선성 문제가 없는지 여부는 공선성 통계를 사용하여 테스트할 수 있습니다. 따라서 이 가정이 충족된다고 결론 내릴 수 있다.

소단의 기하형상과 버팀대축력

다양한 경우에 대한 변위 계산 분석을 수행하려면 지반 상수 계산이 우선적으로 고려되어야 합니다. 따라서 본 절에서는 3장에서 측정한 변위 결과를 GeoXD 프로그램을 이용하여 역분석하여 지반상수를 계산하였다. 이는 분석이 지표면을 더 세분화하지 못하고 지반상수를 사용하지 못했기 때문이다.

Fig. 3.13 Strut axial force according to excavation depth

소단형상과 굴착깊이 변화에 따른 변위

Calculated results of maximum lateral displacement according to berm width, berm slope and excavation depth.

Table 4.2 Parameters considered in numerical analysis

지반정수 및 변형계수 변화에 따른 변위

Table 4.4의 토양성질조건을 기준으로 풍화토양을 분석한 결과를 Fig. 4에 나타내었다. 그러나 지반상수가 높은 경우에는 벤치 폭에 따른 변위의 변화가 거의 나타나지 않았다. 이 분석에서는 점토 및 모래 토양의 토양 특성 변화와 관련된 벤치의 기능을 조사합니다.

Table 4.5 Results of maximum lateral displacement according to soil parameters and excavation depth

결과 고찰

소단의 기하특성과 지반물성치에 따른 회귀식

다중공선성 문제가 없는지 여부는 공선성 통계를 사용하여 테스트할 수 있습니다. 따라서 이 가정이 만족된다고 결론을 내릴 수 있다. 모든 가정을 만족하지는 못하지만 설명력은 약 75%로 높으며, paired t-test를 실시한 결과 수치해석 결과와 회귀수학식의 값이 1에서 동일한 값으로 볼 수 있다. 유의 수준. 5%이므로 회귀식이 완성된 것으로 판단하였다.

수치해석값과 회귀식에 의한 계산 값 비교분석

작은 플랫폼을 사용하면 유연한 벽의 저항을 높일 수 있습니다. 즉, 굴착깊이가 증가함에 따라 벤치의 기능이 저하되는 것을 알 수 있다. 작은 끝부분이 하단에 위치해 전혀 기능이 없는 것으로 확인됐다.

Table 4.14 Calculation results of numerical and regression equation

계측 값, 수치해석 값, 회귀식 값 비교분석

NAVFAC이 제시한 소단기능 판단방법

벤치의 수평 저항이 벤치의 윗면을 포함하여 벤치의 지면 전체에 영향을 미치는지에 대한 의문이 있습니다. 일반적으로 벤치 접지보다 작은 값은 벤치의 수평 저항 역할만 합니다. NAVFAC DM-7에서는 연성벽체의 토압에 대한 플랫폼의 저항성을 분석 및 예시방법을 통해 결정하였다.

Fig. 5.1 Force polygon and decision of passive resistance in determination of active earth pressure (NAVFAC, 1986)

JGS 소단기능 판단방법

여기서 ON: 접지 빔-스프링 모델의 접지 반력. Fs = 안전 계수이지만 연약한 지반에는 적용되지 않습니다.

Fig. 5.5 Function of berm based on the excavation height (h) and passive failure line (Yang and Park, 1998)

가상지지점에 의한 소단기능판단

소단 저변과 벽체 교점 이용법 (교점법)

Zero모멘트 발생점 이용법 (모멘트법)

계산된 가상 지지점에서 동일한 척도의 측정 장치와 수동 파괴선을 중첩한 결과는 그림 1과 같다. 벤치의 상부 폭이 좁아질수록 벤치가 수동 파괴선 내의 영역 내에 위치하게 되어 벽을 지지하는 벤치의 기능이 저하되는 것을 알 수 있다. 이는 소형 유닛의 기능이 다소 절제된 탓인 것으로 보인다.

Lohemeyer에 의한 방법 (마찰각법)

벽체주변 흙의 주동 및 수동변위에 의한 소단 기능판단

벤치 경사의 효과도 마찬가지였다. 기존 연구를 분석한 결과, 작은 절단이 벽의 변위에 미치는 영향은 작은 부피에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 수치해석 결과 벤치의 폭이 좁아질수록 벤치의 기능은 약화되는 것으로 나타났다.