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모형토조를 이용한 단동 비닐하우스 파이프 줄기초의 인발저항 특성
김명환 ( Myeonghwan Kim ),장웅희 ( Unghee Jang ),송창섭 ( Changsub Song ),박오현 ( Ohhyun Park ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
단동 비닐하우스와 같은 경량구조물의 경우에는 태풍, 강풍 등의 인발하중의 영향을 크게 받는 이유로 이에 대한 구조물의 안정성을 평가해야 한다(최만권 2015). 단동 비닐하우스는 강풍과 폭설 그리고 호우를 동반한 태풍 등 자연재해에 취약한 구조이며(이봉국 등 2014), 2020년 기준 사유시설 플라스틱 온실에 대한 피해면적의 91.8%가 태풍과 강풍에 의한 원인으로 나타났다(행정안전통계연보 2020). 이러한 태풍, 강풍 등 자연재해에 대비하여 온실 기초의 인발저항을 증가시키기 위한 다양한 방법이 연구되었거나 연구되고 있으며, 가장 간단하면서 경제적인 방법은 수직재(서까래)에 파이프를 횡방향으로 연결하여 지반에 매입하는 방식의 파이프 줄기초 형식이다(MIFAFF 2014). 플라스틱 온실의 다양한 기초를 대상으로 인발에 대한 연구는 많이 진행되었으나 내재해 설계기준 및 내재해형 시설규격에서 제시한 파이프 줄기초의 인발저항력에 대한 검증과 연구는 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서는 3종류의 흙에 대하여 함수상태, 단위중량, 근입 깊이를 달리하여 실내모형시험으로 인발저항력을 측정하여 파이프 줄기초의 인발저항력에 영향을 주는 인자에 대하여 분석·고찰하였다. 실내모형시험 결과 흙의 종류에 따른 인발저항력은 모래가 가장 작게 나타났으며, 실트와 점토에서 실트가 조금 더 크게 나타났지만, 큰 차이를 보이지 않았다. 인발로 인한 지반의 파괴각은 점토, 실트, 모래의 순으로 나타났다. 파괴각의 범위는 17.4°∼22.6°, 22.3°∼24.7°, 23.2°∼28.6°로 나타났다. 인발로 인한 파괴는 쐐기 블록의 형태로 나타났으며, 인발저항력은 흙의 종류보다는 단위중량과 근입비에 따른 영향이 우세한 것으로 나타났다. 또한, 근입비가 증가할수록 비선형적으로 급격하게 증가하는 경향을 보였다. 이는 근입비가 증가할수록 쐐기블록의 크기가 급격하게 증가하면서 저항력으로 작용하였기 때문으로 사료된다. 대표적으로 실트질 흙의 함수비에 따른 단위중량의 인발저항력 증가는 4.2배, 5.7배, 4.2배, 9.11배 증가하였지만, 근입비에 따른 인발저항력 증가는 6.9배, 7.3배, 7.1배 증가하는 것으로 나타났다. 이외 다른 2개의 흙에서 유사한 경향을 보이고 있어, 단위중량보다는 근입비가 인발저항력에 큰 영향을 주는 것으로 사료된다. 근입비에 대한 영향으로는 근입비 4.2 이상에서 인발저항력이 크게 증가하고 있으며, 이는 근입 깊이가 0.5m를 초과하는 경우 근입비의 영향이 지배적이라는 연구결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 단동 비닐하우스의 줄기초에 대한 인발저항력은 흙의 종류, 단위중량, 근입비에 모두 영향을 받지만, 근입비에 대한 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 따라서, 단동 비닐하우스 파이프 줄기초의 인발저항력은 지반의 다짐으로 단위중량 증가와 근입비를 충분히 고려해야 한다. 또한, 비선형적인 인발저항력을 산정하기 위해서는 근입비를 확대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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