EPS를 이용한 지중구조물의 수평토압 경감방법

노한성,최영철,김성환 대한토목학회 1999 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.1999 No.2

Q&A : 지반공학적 문제에 대한 답을 드립니다

노한성 한국지반공학회 2001 지반 : 한국지반공학회지 Vol.17 No.6

성토두께가 다짐토압에 미치는 영향

노한성,김태수,박양수 한국도로학회 2003 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2003 No.10

뒷채움 시공시의 다짐토압 특성

노한성 한국지반공학회 2001 한국지반공학회논문집 Vol.17 No.6

콘크리트 구조물과 토공의 인접부인 구조물 뒷채움의 구조적 연속성을 위해서는 뒷채움 시공이 중요하다. 뒷채움부의 구조적 연속성을 증가시키기 위해서는 양질의 뒷채움재 사용과 대형 진동다짐장비에 의한 정밀다짐이 효과적이다. 그러나 정밀다짐시에 발생하는 과도한 토압에 의해 암거 구조물에 구조적 결함이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 다짐재와 다짐방법을 변화시키면서 2개소의 암거를 건설하였다. 뒷채움재로는 선택층재와 노상토재를 사용하였다. 뒷채움 다짐시에 큰 다짐에너지를 얻기 위하여 대부분의 경우 총중량 11~12톤의 다짐롤러를 2000rpm 에서 2400rpm의 주파수로 적용하였다. 노상토를 사용하여 뒷채움 시공을 하는 경우에는 충격완화재를 설치하여 동적 수평하중에 미치는 영향을 분석하였다. 충격완화재로는 EPS재와 타이어 칩을 사용한 패널들을 사용하였으며, 뒷채움 시공시에 이들 충격완화재를 암거의 외벽체에 부탁하였다. 본 논문에서는 콘크리트 암거의 뒷채움 시공시에 발생하는 동적지응력 특성을 기술하였다. 계측 결과, 다짐하중에 의한 수직토압과 수평토압의 크기는 다짐재료, 다짐 측정깊이 및 다짐방법에 의존하고 있었다. 뒷채움 다짐시에는 정적토압계수 보다 큰 동적토압계수$(\DeltaK_{dyn}=\DeltaK\sigma_h\DeltaK\sigma_v)$를 나타내고 있어 동적토압에 의해 암거에 유해한 영향을 줄 수 있다. 충격완화재 EPS(t=10cm)와 고무계(t=5cm)는 암거 벽체에 작용하는 동적 수평토압을 경감시키는데 효과적인 것을 알았다. It is important to pay careful attention to the backfill construction for the structural integrity of concrete box culvert. To increase the structural integrity of culvert good compaction by the dynamic compaction roller with big capacity is as effective as good backfill materials. However structural distress of the culvert could be occurred due to the excessive earth pressure by great dynamic compaction load. In this study, two box culverts were constructed with change compaction materials and construction methods. Two type of on-site soils such as subbase and subgrade materials were used as backfill materials. In most case, dynamic compaction rollers with 11 to 12 ton weights were used and vibration frequency were applied from 2000 to 2500 rpm for the great compaction energy. Backfill compactions with good quality soils were carried out to examine the effect of cushions on dynamic lateral soil pressure. Expanded polystyrene (EPS) and rubber of tire were adapted as cushion materials and they are set on the culverts before backfill construction. This paper presents the main results on the characteristics of dynamic earth pressures. Test result indicates that the amounts of increased dynamic pressures are affected with backfill materials, depth of pressure cell, and compaction condition. The earth pressure during compaction can give harmful effect to box culvert because the value of dynamic earth pressure coefficient $(\DeltaK_{dyn}=\DeltaK\sigma_h\DeltaK\sigma_v)$ during compaction is greater than that of static condition. It was observed that cushion panels of EPS(t=10cm) and rubber(t=5cm) are effective to mitigate dynamic lateral pressure on the culverts.

Effects of Geosynthetic Reinforcement on Compaction of High Water Content Clay

노한성,Roh Han Sung 한국지반공학회 2005 지반 : 한국지반공학회지 Vol.21 No.2

본 연구는 포화된 연약 점성토에 대한 보강효과를 분석하기 위하여 롤러 다짐장비를 사용하여 수행하였다. 시료는 12시간 수침으로 포화 상태를 만들었으며, 철재 롤러로 평면변형을 상태에서 5cm 층 두께로 4층의 다짐을 실시하였다. 보강효과를 분석하기 위하여 무보강 조건 및 부직포와 직포로 구성된 복합보강재를 사용한 보강조건으로 다짐 공시체를 제작하였다. 복합보강재의 배수효과와 인장 보강효과로 고함수비 점성토의 지지력을 증가시켜, 보강토에 대하여 큰 다짐하중을 가할 수 있게 되어 보다 큰 밀도를 효과적으로 얻을 수 있다. 또한 다짐 작업시 보강재에 의해 연직재하 하중에 대한 전단저항 반력의 감소에 의해 다짐효율을 증가시킨다. 공시체 저면에서의 최대 연직응력은 다짐두께가증가 할수록 감소하게 된다. 한편 보강재는 롤러의 연직하부의 지반강성을 증가시켜 응력집중현상이 발생한다. 이로인하여 공시체 저면에서 보다 높은 연직응력 수준을 유지하며 보다 효과적인 다짐 특성을 제공하게 된다. 시험결과로부터 연약점성토의 효과적인 다짐을 위해서는 보강재가 필수적으로 요구된다고 할 수 있다. This research was conducted to evaluate the effectiveness of reinforcement for nearly saturated soft clay compaction. The effectiveness was investigated by roller compaction test using nearly saturated clay specimens. The nearly saturated condition was obtained by submerging clay in the water for 12 hours. High water content specimens were compacted in plane strain condition by a steel roller. A specimen was compacted by four 5 cm horizontal layers. Specimens were prepared fur both reinforced and unreinforced cases to evaluate the effectiveness of reinforcement. Used reinforcement is a composite consisted of both woven and non-woven geotextile. The composite usually provides drainage and tensile reinforcement to hi인 water-contented clay so that it increases bearing capacity. Therefore, large compaction load can be applied to reinforced clay and it achieves higher density effectively. The reinforcement also increases compaction efficiency because it reduces the ratio between shear and vertical forces during compaction process. The maximum vertical stress on the base of specimen usually decreased with higher compaction thickness. The reinforcement increases soil stiffness under the compaction roller and it initiates stress concentration. As a result, it maintains higher vertical stress level on the base of specimen that provides better compaction characteristics. Based on test results, it can be concluded that the reinforcement is essential to achieve effective compaction on soft clay.

토목섬유를 이용한 보강기술 연구소개

노한성 한국토목섬유학회 2004 한국토목섬유학회지 Vol.3 No.1

진동롤러에 의한 다짐방법이 인접구조물의 다짐토압에 미치는 영향

노한성,Roh, Han-Sung 한국도로학회 2001 한국도로포장공학회 논문집 Vol.3 No.4

콘크리트 암거와 같은 지중구조물의 뒷채움시에 부등침하를 줄이기 위해서는 양질의 뒷채움 재료사용과 대형진동 다짐장비를 이용한 정밀한 다짐을 실시하는 것이 중요하다. 또한 효과적인 정밀 다짐은 진동 롤러의 강한 진동을 함께 구조물부에 근접하여 다지는 것이 필요하다. 그러나, 이와 같은 다짐방법은 과도한 충격하중 발생으로 구조물의 벽체균열 발생을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 콘크리트 암거의 뒷채움 시공을 위하여 충격완화재의 종류와 다짐방법을 변화하여 다짐시의 구조물에 발생하는 다짐토압을 현장계측을 통하여 분석하였다. 타이어칩과 발포 폴리 스틸렌을 사용한 패널들을 뒷채움 다짐시공전 암거 벽면에 부착하였다. 충격완화재 Type A(Rubber)와 Type B(EPS)의 성능 비교를 위한 실내시험 결과 Type A는 Type B보다 작은 탄성계수와 큰 재료감쇠를 가지고 있어 보다 큰 충격완화효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 다짐장비는 대부분 큰 다짐에너지를 위하여 고주파수인 30Hz를 적용하였다. 현장계측 결과로부터 다짐하중에 의한 동적 수평토압의 크기는 다짐장비의 가진여부, 측정깊이, 다짐장비 이격거리 및 다짐방향에 의존하고 있었다. 암거의 동적 수평토압 측정결과로부터 롤러 다짐장비를 콘크리트 구조물에 직각방향으로 다짐작업을 실시하는 것이 수평방향으로 다짐하는 것 보다 다짐효과를 증가하는 것으로 나타났다. To increase the structural integrity of concrete box culvert good compaction by the dynamic compaction roller with bi9 capacity is as effective as good backfill materials. It is needed for effective compaction that a compaction roller closes to concrete structure with high frequency. However structural distress of the culvert could be occur due to the excessive earth pressure by great dynamic compaction load. To investigate the characteristics of Induced stress by compaction, a box culvert was constructed with changing cushion materials and compaction methods. Two types of cushion material such as tire rubber chip and EPS(Expanded Polystyrene) were used as cushion panels and they are set on the culverts before backfill construction. Laboratory test result of cushion material says that the value of dynamic elastic modulus of rubber is lesser than that of EPS. On the other hand, material damping of rubber material is greater than that of EPS. In most case, dynamic compaction rollers with 10.5 ton weights were used and vibration frequency was applied 30Hz for the great compaction energy. This paper presents the main results on the characteristics of dynamic earth pressures during compaction. The amounts of induced dynamic pressures$(\Delta\sigma\;h)$ by compaction are affected with construction condition such as compaction frequency, depth of pressure cell, distance between roller and the wall of culvert and roller direction. Based on the measured values dynamic lateral pressure on the culverts, it could be said that orthogonal direction of roller to the length of culvert is more effective to compaction efficiency than parallel direction.

토목섬유 보강이 고함수비 점성토의 다짐에 미치는 영향

노한성 한국지반공학회 2005 한국지반공학회논문집 Vol.21 No.2

This research was conducted to evaluate the effectiveness of reinforcement for nearly saturated soft clay compaction. The effectiveness was investigated by roller compaction test using nearly saturated clay specimens. The nearly saturated condition was obtained by submerging clay in the water for 12 hours. High water content specimens were compacted in plane strain condition by a steel roller. A specimen was compacted by four 5 cm horizontal layers. Specimens were prepared for both reinforced and unreinforced cases to evaluate the effectiveness of reinforcement. Used reinforcement is a composite consisted of both woven and non-woven geotextile. The composite usually provides drainage and tensile reinforcement to high water-contented clay so that it increases bearing capacity. Therefore, large compaction load can be applied to reinforced clay and it achieves higher density effectively. The reinforcement also increases compaction efficiency because it reduces the ratio between shear and vertical forces during compaction process. The maximum vertical stress on the base of specimen usually decreased with higher compaction thickness. The reinforcement increases soil stiffness under the compaction roller and it initiates stress concentration. As a result, it maintains higher vertical stress level on the base of specimen that provides better compaction characteristics. Based on test results, it can be concluded that the reinforcement is essential to achieve effective compaction on soft clay.

진동롤러에 의한 다짐방법이 인접구조물의 다짐토압에 미치는 영향

노한성 한국도로학회 2001 한국도로학회논문집 Vol.3 No.4

콘크리트 암거와 같은 지중구조물의 뒷채움시에 부등침하를 줄이기 위해서는 양질의 뒷채움 재료사용과 대형진동 다짐장비를 이용한 정밀한 다짐을 실시하는 것이 중요하다. 또한 효과적인 정밀 다짐은 진동 롤러의 강한 진동을 함께 구조물부에 근접하여 다지는 것이 필요하다. 그러나, 이와 같은 다짐방법은 과도한 충격하중 발생으로 구조물의 벽체균열 발생을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 콘크리트 암거의 뒷채움 시공을 위하여 충격완화재의 종류와 다짐방법을 변화하여 다짐시의 구조물에 발생하는 다짐토압을 현장계측을 통하여 분석하였다. 타이어칩과 발포 폴리 스틸렌을 사용한 패널들을 뒷채움 다짐시공전 암거 벽면에 부착하였다. 충격완화재 Type A(Rubber)와 Type B(EPS)의 성능 비교를 위한 실내시험 결과 Type A는 Type B보다 작은 탄성계수와 큰 재료감쇠를 가지고 있어 보다 큰 충격완화효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 다짐장비는 대부분 큰 다짐에너지를 위하여 고주파수인 30Hz를 적용하였다. 현장계측 결과로부터 다짐하중에 의한 동적 수평토압의 크기는 다짐장비의 가진여부, 측정깊이, 다짐장비 이격거리 및 다짐방향에 의존하고 있었다. 암거의 동적 수평토압 측정결과로부터 롤러 다짐장비를 콘크리트 구조물에 직각방향으로 다짐작업을 실시하는 것이 수평방향으로 다짐하는 것 보다 다짐효과를 증가하는 것으로 나타났다. To increase the structural integrity of concrete box culvert good compaction by the dynamic compaction roller with bi9 capacity is as effective as good backfill materials. It is needed for effective compaction that a compaction roller closes to concrete structure with high frequency. However structural distress of the culvert could be occur due to the excessive earth pressure by great dynamic compaction load. To investigate the characteristics of Induced stress by compaction, a box culvert was constructed with changing cushion materials and compaction methods. Two types of cushion material such as tire rubber chip and EPS(Expanded Polystyrene) were used as cushion panels and they are set on the culverts before backfill construction. Laboratory test result of cushion material says that the value of dynamic elastic modulus of rubber is lesser than that of EPS. On the other hand, material damping of rubber material is greater than that of EPS. In most case, dynamic compaction rollers with 10.5 ton weights were used and vibration frequency was applied 30Hz for the great compaction energy. This paper presents the main results on the characteristics of dynamic earth pressures during compaction. The amounts of induced dynamic pressures$(\Delta\sigma\;h)$ by compaction are affected with construction condition such as compaction frequency, depth of pressure cell, distance between roller and the wall of culvert and roller direction. Based on the measured values dynamic lateral pressure on the culverts, it could be said that orthogonal direction of roller to the length of culvert is more effective to compaction efficiency than parallel direction.

선행하중이 보강점성토에 미치는 효과

노한성,Tatsuoka, Fumio 한국지반공학회 2000 한국지반공학회논문집 Vol.16 No.5

배수성과 인장강성을 가지는 복합 보강재를 사용하여 보강한 포화점성토의 거동에 선행하중이 미치는 영향을 조사하기위하여 평면변형을 시험을 수행하였다. 보강하지 않은 공시체와 보강한 공시체에 대하여 이방압밀(K=0.3, σ3'=50kPa)을 실시하고 비배수 및 배수전단시험을 일정변형율 속도를 실시하였다. 선행하중을 가한 시험의 경우는 이방압밀후 소정의 선행하중을 가하여 크리이프, 제하, 에이징 후에 비배수 전단시험을 실시하였다. 시험결과 분석한 결과 포화전성성토와 같이 연약한 토질이라도 다짐을 잘하고 보강토의 큰 배수압툭강도를 이용하여 큰 배수압축강도를 이용하여 큰 선행하중을 가하여 과압밀 상태로 함으로써 비배수 전단시에 큰 초기강성을 가지는 것을 알수 있었다. 즉, 점성토의 보강토의 경우 보강에 의한 배수강도의 증가는 큰 선행하중을 가하기 위하여 사용하는 것이 가장 효율적인 것으로 판단된다.