연약지반 측방유동 억지를 위한 토목섬유 보강 성토지지말뚝시스템의 설계법 = Design method of the geosynthetic-reinforced and pile-supported embankment system to control lateral flow in soft grounds

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 연약지반의 측방유동을 효과적으로 억지할 수 있는 “토목섬유 보강 성토지지말뚝시스템”의 설계법을 제안하였다. 본 공법의 합리적인 설계를 위해서는 우선, 연약지반의 측방유동으로 인한 피해가 발생할 것인지에 대한 정확한 예측이 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 측방유동지반의 변형거동 특성을 평가하기 위한 실내모형실험을 실시하고, 국내 측방유동지반에서의 현장 계측자료를 조사, 분석하였으며, 이 결과를 바탕으로 연약지반의 측방유동 가능성을 합리적으로 예측할 수 있는 판정법을 제시하였다. 또한 국내 현장적용 실적이 없는 토목섬유 보강 성토지지말뚝시스템에 대한 시험시공을 실시하여 본 공법의 국내 현장 적용성 및 기 제안된 설계이론의 합리성을 검증하였다. 또한 현장 실무자들이 토목섬유 보강 성토지지말뚝 시스템의 설계를 보다 용이하게 할 수 있도록 하기 위하여 본 공법에 대한 설계매뉴얼을 제시하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.2 연구동향 7
• 1.3 연구목적 8
• 1.4 연구 내용 및 범위 10
• 1.5 참고문헌 11
• 제2장 연약지반 측방유동에 대한 기존연구 15
• 2.1 연약지반의 측방유동 15
• 2.1.1 측방유동의 메커니즘 15
• 2.1.2 연약지반 측방변형의 예측 17
• 2.1.3 측방유동 판정법 20
• 2.2 연약지반 측방유동 대책공법 28
• 2.2.1 대책공법의 기본원리 28
• 2.2.2 성토지반의 안정관리 32
• 2.3 참고문헌 33
• 제 3장 측방유동지반의 변형거동 모형실험 36
• 3.1 실험 목적 및 계획 36
• 3.2 실험 장비 및 방법 36
• 3.2.1 모형실험장치 36
• 3.2.2 사용시료 39
• 3.2.3 모형실험 방법 및 순서 40
• 3.3 실험 결과 43
• 3.3.1 예압밀에 따른 침하량 43
• 3.3.2 단계 성토하중 재하에 따른 침하량 45
• 3.3.3 단계하중 재하에 따른 연약지반의 측방변위 49
• 3.4 성토하중 재하 시 연약지반의 변형거동 평가 53
• 3.4.1 성토하중과 거리에 따른 융기량 관계 53
• 3.4.2 성토하중에 따른 지중 최대수평변위 57
• 3.4.3 침하량에 따른 측방변위 61
• 3.5 결과 요약 63
• 3.6 참고문헌 64
• 제 4장 연약지반의 측방유동 판정법 제안 65
• 4.1 성토하부 연약지반의 측방유동 판정법 65
• 4.1.1 현장 조건 66
• 4.1.2 성토하부 연약지반의 침하와 측방변위 68
• 4.1.3 성토하부 연약지반의 측방유동 판정법 제안 69
• 4.2 교대의 측방이동 판정법 75
• 4.2.1 말뚝기초 교대의 안정성 76
• 4.2.2 교대 측방이동 사례분석 80
• 4.2.3 교대측방이동 판정법 제안 85
• 4.3 호안구조물의 측방이동판정법 91
• 4.3.1 개요 91
• 4.3.2 호안구조물의 측방이동 발생기구 92
• 4.3.3 호안구조물의 측방이동 사례 94
• 4.3.4 잔교식 호안구조물의 안정성 해석법 109
• 4.3.5 호안구조물의 측방이동 판정법 제안 112
• 4.4 결과 요약 119
• 4.5 참고문헌 121
• 제 5장 토목섬유 보강 성토지지말뚝공법에 대한 기존연구 125
• 5.1 공법의 기본개념 125
• 5.2 성토지지말뚝의 하중전이 이론 129
• 5.2.1 2차원 지반아칭 129
• 5.2.2 3차원 지반아칭 132
• 5.2.3 간편법 136
• 5.3 토목섬유 보강 성토지지말뚝시스템의 하중분담 이론 139
• 5.3.1 토목섬유 무보강시 지반아칭 이론해석 139
• 5.3.2 토목섬유 보강시 지반아칭 이론해석 142
• 5.4 주요 시공사례 분석 150
• 5.5 참고문헌 157
• 제 6장 성토지지말뚝시스템의 현장실험 159
• 6.1 개요 159
• 6.2 캡보말뚝시스템의 현장실험 160
• 6.2.1 지반특성 160
• 6.2.2 현장시공 161
• 6.2.3 현장실험 결과 및 분석 164
• 6.2.4 실험치와 이론치의 비교 171
• 6.3 토목섬유 보강 성토지지말뚝시스템의 현장실험 175
• 6.3.1 현장개요 175
• 6.3.2 설계 및 시공 178
• 6.3.3 계측계획 187
• 6.4 결과 요약 193
• 6.5 참고문헌 194
• 제 7장 토목섬유 보강 성토지지말뚝의 설계법 제안 195
• 7.1 설계 흐름도 195
• 7.2 성토지지말뚝시스템의 설계방안 198
• 7.2.1 지반아칭 효율의 특성 198
• 7.2.2 간격비에 따른 지반아칭효과 200
• 7.2.3 성토에 따른 지반아칭효과 202
• 7.3 토목섬유 보강 성토지지말뚝의 설계예 204
• 7.3.1 설계조건 204
• 7.3.2 성토지지말뚝시스템의 적용성 검토 204
• 7.3.3 성토지지말뚝시스템에 의한 지반아칭 해석 205
• 7.3.4 전체 안정성 검토 207
• 7.4 결과 요약 209
• 7.5 참고문헌 209
• 제 8장 결론 및 제언 210
• 8.1 연구 결론 210
• 8.2 향후 연구에 대한 제언 212
• 부록. 토목섬유 보강 성토지지말뚝시스템 설계 매뉴얼 214