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편재하중을 받는 연약지반상 성토체의 측방유동에 관한 사례연구 및 수치모델링
윤현준 ( Hyeonjun Yoon ),백원진 ( Wonjin Baek ),이성열 ( Sungyeol Lee ),이정훈 ( Junghoon Lee ),정원철 ( Wonchul Jeong ),신영수 ( Youngsoo Shin ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
물류의 이동 및 사회활동의 광역화로 도로, 철도 등의 성토 공사시 연약지반상에는 편재하중으로 인한 측방유동의 발생으로 대규모의 전단파괴가 빈번하게 발생하게 된다. 이 연구에서는 이와같은 측방유동에 의한 전단파괴가 발생한 사례지구를 대상으로 하부지반의 공학적 특성을 파악하기 위해 파괴 발생 지반과 인접지반에 대해 지반조사를 실시하여 지반의 물리적 특성과 공학적 특성을 파악하였다. 또한 역해석을 통한 수치해석기법으로 사례지구의 주변여건, 기상여건 등을 종합적으로 분석하여 전단파괴 발생원인을 분석하였다. 본 사례연구를 통해 연약지반 상 성토공사에 따른 측방유동발생 범위를 확인하고 안정성 확보를 위해 필요한 지반보강 범위 및 심도를 제안하고자 기존의 유사사례 및 문헌조사를 통해 측방유동으로 인한 안정성 저해 요인을 정리하였다. 정리된 결과를 이용하여 국내의 대표적 연약지반의 공학적 특성(연약층 두께, 전단강도(내부마찰각, 점착력))을 선정하고 수치모델링을 위한 대표단면을 설정하였다. 수치모델링은 측방유동으로 인장균열이 발생한 성토부의 위치와 측방유동이 영향을 미치는 범위, 파괴심도 등을 분석하였다. 해석결과, 성토체의 영향범위는 지반의 비배수점착력보다는 층 두께의 영향을 크게 받는 것으로 나타났으며, 층 두께의 평균 1.35배로 분석되었다. 또한 사례지구와 같은 대칭단면의 도로에 적용했을 때 상부 성토 영향폭이 감소하고 상부폭이 작아질수록 원호활동파괴에 대한 위험이 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 결과를 통해, 측방유동의 발생으로 인한 전단파괴를 예방하기 위한 지반개량 범위와 심도를 결정, 수치모델링을 통해 안정성 확보여부와 적용성을 검증, 측방유동의 영향인자에 대한 수치모델링 결과를 활용한 성토단면의 안정성 확보 및 유지관리 방안 수립에 필요한 자료를 제시하였다.
편재하중을 받는 연약지반상 성토체의 측방유동에 관한 사례연구 및 수치모델링
윤현준 ( Hyeonjun Yoon ),백원진 ( Wonjin Baek ),이성열 ( Sungyeol Lee ),이정훈 ( Junghoon Lee ),정원철 ( Wonchul Jeong ),신영수 ( Youngsoo Shin ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
물류의 이동 및 사회활동의 광역화로 도로, 철도 등의 성토 공사시 연약지반상에는 편재하중으로 인한 측방유동의 발생으로 대규모의 전단파괴가 빈번하게 발생하게 된다. 이 연구에서는 이와같은 측방유동에 의한 전단파괴가 발생한 사례지구를 대상으로 하부지반의 공학적 특성을 파악하기 위해 파괴 발생 지반과 인접지반에 대해 지반조사를 실시하여 지반의 물리적 특성과 공학적 특성을 파악하였다. 또한 역해석을 통한 수치해석기법으로 사례지구의 주변여건, 기상여건 등을 종합적으로 분석하여 전단파괴 발생원인을 분석하였다. 본 사례연구를 통해 연약지반 상 성토공사에 따른 측방유동발생 범위를 확인하고 안정성 확보를 위해 필요한 지반보강 범위 및 심도를 제안하고자 기존의 유사사례 및 문헌조사를 통해 측방유동으로 인한 안정성 저해 요인을 정리하였다. 정리된 결과를 이용하여 국내의 대표적 연약지반의 공학적 특성(연약층 두께, 전단강도(내부마찰각, 점착력))을 선정하고 수치모델링을 위한 대표단면을 설정하였다. 수치모델링은 측방유동으로 인장균열이 발생한 성토부의 위치와 측방유동이 영향을 미치는 범위, 파괴심도 등을 분석하였다. 해석결과, 성토체의 영향범위는 지반의 비배수점착력보다는 층 두께의 영향을 크게 받는 것으로 나타났으며, 층 두께의 평균 1.35배로 분석되었다. 또한 사례지구와 같은 대칭단면의 도로에 적용했을 때 상부 성토 영향폭이 감소하고 상부폭이 작아질수록 원호활동파괴에 대한 위험이 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 결과를 통해, 측방유동의 발생으로 인한 전단파괴를 예방하기 위한 지반개량 범위와 심도를 결정, 수치모델링을 통해 안정성 확보여부와 적용성을 검증, 측방유동의 영향인자에 대한 수치모델링 결과를 활용한 성토단면의 안정성 확보 및 유지관리 방안 수립에 필요한 자료를 제시하였다.