수치해석을 통한 성토지지말뚝에 대한 토목섬유 보강 효과 분석 (Numerical Study on the Effects of Geosynthetic Reinforcement onthe Pile-supported Embankment)

서지정보

· 발행기관 : 한국철도학회
· 수록지 정보 : 한국철도학회논문집 / 12권 / 2호 / 276 ~ 284페이지
· 저자명 : 이수형

초록

최근 연약지반에서 급속시공과 엄격한 침하억제가 필요한 경우가 빈번해짐에 따라 성토지지 말뚝공법이 이에 대한 해결책으로 대두되고 있다. 특히 토목섬유로 보강한 성토지지 말뚝 공법의 경우 경제성 및 안정성 측면에서 효용성이 커서 전 세계적으로 활발히 적용되고 있다. 그러나 성토지지말뚝에서의 하중전달작용은 매우 복잡하여 아직까지 이에 대한 완전한 파악이 이루어지지 않은 상태이다. 특히 토목섬유의 보강 목적 및 효과에 대한 이해는 매우 부족한 상태로, 지반의 아칭효과에 의한 말뚝 지지효과를 보조하기 위한 수단으로서 토목섬유의 보강효과를 간주하고 있다. 본 논문에서는 3차원 유한요소해석을 이용한 변수연구를 통해 토목섬유의 보강효과를 구명하였다. 해석 결과의 분석을 통해 토목섬유의 보강 정도가 증가함에 따라 성토하중이 말뚝으로의 집중하는 작용이 지반의 아칭효과에서 토목섬유의 인장효과로 전이되는 현상을 발견하였다. 이는 토목섬유가 일방적으로 말뚝으로의 하중 전달 작용을 향상시킨다는 기존의 인식과는 상반된 결과이다. 최종적으로는 기존 설계방법과 수치해석으로 산정된 설계변수의 비교를 통해 기존 설계방법의 문제점과 개선 방안을 제시하였다.

영어초록

Recently pile-supported embankments have emerged as an optimum method when the rapid construction and strict deformation of structures are required on soft soils. Especially geosynthetic-reinforced and pile-supported (GRPS) embankments are used worldwide as they can provide economic and effective solutions. However the load transfer mechanism in GRPS embankments is very complex, and not yet fully understood. Particularly the purpose and effect of geosynthetic inclusion are ambiguous and considered as an auxiliary measure assisting the arching effect of piles. Numerical parametric study using 3D finite element method has been conducted to investigate the effect of geosynthetic reinforcement on the load transfer mechanism of GRPS embankments. Numerical results suggested that as more stiffer geosynthetic is included, arching effect decreases considerably and the load concentration to the piles mostly caused by tension effect of geosynthetic. This finding is contradictory to the common understanding that geosynthetic inclusion only enhance the efficiency of load transfer. Consequently the design parameters determined from the numerical analyses are compared with those of three existing design methods. The problems of the existing methods are discussed.

참고자료

· 없음