연약지반 성토시 측방유동과 침하의 상관성 = Relationship between Horizontal Displacement and Settlement on Soft Ground during Embankment Work

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 연약지반상 성토단계별 침하량과 측방변위량의 상관관계를 분석하여 성토하중 및 연약지반의 두께를 고려한 침하량과 측방변위량의 산정식을 제안하였다. 이를 위하여 압성토공법이 적용된 연약지반 개량구간에 대한 현장계측자료를 이용하였다. 연구지역의 지층구성은 상부로부터 매립층, 퇴적층 및 기반암층으로 이루어져 있으며 퇴적층 내에 존재하는 점토층은 3.9～44.5m 깊이로 분포하고 있다. 연약지반개량을 위한 압성토공법 적용시 성토고는 4.7～7.8m 정도로 진행되었으며 이로 인한 침하량은 0.959～2.217m 범위이고 측방유동량은 47.9～312.54㎜ 범위인 것으로 나타났다. 그리고 최대수평변위는 지표면으로부터 약 10m 깊이에서 주로 발생되는 것으로 나타났다.
성토고와 연약지반의 침하량에 대한 회귀분석을 실시한 결과 이차함수 다항식의 비례관계를 나타내었으며 이들의 상관식은 이고, 성토고와 연약지반의 측방유동량에 대한 회귀분석결과는 지수형태의 비례적인 관계를 보이며 와 같은 상관식을 제시할 수 있다. 성토고와 연약지반의 깊이비와 침하량의 상관관계 분석결과를 이용하여 와 같은 상관식을 제시할 수 있다. 또한, 성토고와 연약지반의 깊이비와 측방유동량의 상관관계 분석결과를 이용하여 와 같은 상관식을 제시할 수 있다. 이 식을 이용하면 연약지반의 깊이와 성토고를 알고 있을 경우 침하량과 측방유동량을 개략적으로 산정할 수 있다. 연약지반의 깊이를 이용하여 무차원화 한 침하량과 측방변위량의 상관관계를 분석한 결과, 평균적으로 무차원화 된 최대측방변위량은 무차원화 된 침하량의 약 10%에 해당하며 최대측방변위량의 상한치는 침하량의 25%, 최대측방변위량의 하한치는 침하량의 3%에 해당한다.
본 연구에서 제안된 연약지반상 성토하중에 따른 침하량과 측방변위량에 대한 경험식은 연구지역과 유사한 조건을 가진 연약지반에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 특히, 본 연구에서 제안한 성토하중으로 인한 침하량과 측방변위량 산정식은 성토고와 연약지반의 깊이를 모두 고려할 수 있으므로 합리적인 방법이라고 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the relationship between the settlements and the lateral flows according to embankment stages on the soft ground is analyzed and the empirical equations of both the settlements and the lateral flows considering embankment loads and the thickness are proposed. To do this, the field monitoring data at the soft ground improvement site applied to preloading method are used. The soil deposits from the ground surface are composed of reclaimed soils, sedimentary soils and based rocks. The thickness of clays which are located in the sedimentary soils are ranged from 3.9m to 44.5m. The embankment heights to improve the soft ground during preloading were constructed from 4.7m to 7.8m in each section. The settlements due to preloading are ranged from 0.959 to 2.217m and the lateral flows are ranged from 47.9㎜ to 312.54㎜. And, the maximum lateral flows are mainly occurred at depth of about 10m form the ground surface.
As the result of relationship between embankment height and settlement of soft ground, the settlements are increased with increasing embankment height. Also, the equation with quadratic function can be proposed as using regression analysis. As the result of relationship between embankment height and lateral flow of soft ground, the lateral flows are increased with increasing embankment height. Also, the equation with exponential function can be proposed as using regression analysis. The equation, can be proposed by the analysis of relationship between the soft ground thick ratio according to embankment height and the settlement. And also, the equation, can be proposed by the analysis of relationship between the soft ground thick ratio according to embankment height and the lateral flow. The settlement and the lateral flow can be estimated schematically using these equations when knowing the depth or thick of soft ground or the embankment height. As the analysis result of relationship between lateral flow and settlement, the maximum lateral flow is similar with about 10 % of settlement quantity. Also, the upper bound of maximum lateral flow is about 25% of settlement quantity and the lower bound of maximum lateral flow is about 3% of it.
The empirical equations of the settlements and the lateral flows according to embankment stages on the soft ground can be applied to the site where has a similar condition of study area. Especially, the proposed equations of the settlements and the lateral flows induced by embankment loads can be considered of both the embankment heights and the thickness of soft grounds. It may be judged that these equations are reasonable and useful.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 1
• 제1장 서론 3
• 1.1 연구배경 및 목적 3
• 1.2 연구범위 및 방법 5
• 1.3 연구동향 6
• 제2장 이론적 배경 8
• 2.1 연약지반상의 성토하중 8
• 2.2 연약지반상의 편재하중 10
• 2.3 성토에 의한 측방변위의 기본특성 12
• 2.4 성토지반에서 침하와 측방변위의 관계 21
• 2.5 측방유동지반의 공학적 특성 30
• 2.6 연약지반에서 성토에 의한 측방변위 49
• 2.7 측방유동지반의 안정관리 59
• 제3장 연구지역의 개요 및 지반특성 82
• 3.1 현장개요 82
• 3.2 지형지질 84
• 3.3 지층분포 87
• 3.4 지반특성 93
• 제4장 현장계측 및 결과 105
• 4.1 현장계측 105
• 4.2 계측결과 108
• 제5장 연약지반에서 침하와 측방유동의 상관관계 121
• 5.1 성토고에 따른 침하량 산정 121
• 5.2 성토고에 따른 측방유동량 산정 126
• 5.3 침하량과 측방변위량의 관계 130
• 제6장 결론 137
• 참고문헌 139
• ABSTRACT 146
• 감사의 글 149