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Summary

목차

Contents 28

제1장 서론 43

제1절 연구개발의 목적 및 필요성 43

제2절 연구개발의 내용 및 범위 46

제2장 국내외 기술개발현황 50

제1절 연약지반 표층처리공법 개발동향 50

1. 국내외 기술 및 산업동향 50

2. 국내외 연구개발 동향 61

제2절 연약지반 표층처리공법 현장적용사례 68

1. 서론 68

2. 표층처리공법 적용현황 69

3. 분석결과 73

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 74

제1절 연약지반 표층처리공법 활용기법 분석 74

1. 연약지반 표층처리공법의 종류 및 특징 75

2. 기존 연약지반 표층처리 설계기법 101

3. 연약지반 표층처리 설계변수 특성분석 111

제2절 표층처리 보강재의 공학적 특성 분석 114

1. 시험목적 및 재료 114

2. 표층처리 보강재의 공학적 특성 평가 방법 115

3. 시험결과 및 분석 123

제3절 강성보강재의 현장부재력시험 및 분석 134

1. 시험목적 134

2. 시험종류 및 방법 134

3. 대나무 망의 부재력 특성평가 137

제4절 실내모형시험 및 결과분석 146

1. 시험목적 및 계획 146

2. 실험재료의 공학적 특성 148

3. 실내모형시험장치 152

4. 실내모형시험 방법 및 순서 156

5. 실내모형시험 결과 및 분석 158

제5절 수치해석을 이용한 설계이론 분석 219

1. 상용 수치해석 프로그램을 이용한 영향인자 분석 220

2. 수치해석 프로그램의 개발 234

제6절 현장재하시험 결과 271

1. 시험목적 271

2. 시험조건 및 방법 272

3. 현장재하시험 결과 282

4. 보강재의 지지력 개선효과 291

5. 반복재하시험결과 296

제7절 연약지반 표층처리 설계소프트웨어(S/W) 개발 308

1. 개요 308

2. 설계소프트웨어 개발 배경 및 목적 308

3. 설계소프트웨어의 특징 및 구성 309

4. 설계소프트웨어의 사용법 311

5. 종합분석 및 요약 319

제8절 연약지반 표층처리 설계/시공/유지관리 지침서(안) 320

1. 개요 320

2. 연약지반 표층처리공법의 분류 및 특징 322

3. 표층처리 공법 설계방법 344

4. 시공방법 355

제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 364

제1절 연구개발목표 달성도 364

제2절 관련분야에의 기여도 365

1. 기술적 측면 365

2. 경제·산업적 측면 365

제5장 연구개발결과의 활용 계획 366

제1절 추가연구 필요성 366

제3절 타 연구에의 응용 366

제3절 기업화 추진방안 366

1. 시장규모 및 실 수요자 예측 367

2. 정부 정책과의 연계방안 368

3. 실용화 및 기업화 방안 368

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 369

제7장 참고문헌 370

표 2.1.1. 각 공법별 공사기간 비교 55

표 2.1.2. 각 공법별 공사비 비교 55

표 2.1.3. 시트 및 네트를 이용한 표층처리공법 설계방법 종류 62

표 2.2.1. 지반강도별 표층처리공법 73

표 3.1.1. 개량원리에 의한 표층안정처리공법의 분류 예 75

표 3.1.2. 표층안정처리공법의 분류예 77

표 3.1.3. 재료별 공학적 특성 83

표 3.1.4. 직조방법별 공학적 특징 83

표 3.1.5. Geotextile의 일반적인 부설방법 84

표 3.1.6. Geotextile의 부분 안전율 85

표 3.1.7. 대나무 망 공법의 특징 91

표 3.1.8. 복토 두께별 장비의 충격계수 105

표 3.1.9. 허용인장강도 산정을 위한 안전율 107

표 3.1.10. 설계정수의 적용 113

표 3.2.1. 광폭인장강도시험(ISO 10319)의 개요 116

표 3.2.2. 강성도시험(ASTM D 1388 ; 캔틸레버 시험)의 개요 118

표 3.2.3. 캔틸레버시험에 사용한 철망재료특성 118

표 3.2.4. 굴곡시험에 사용한 재료특성 120

표 3.2.5. 직포 광폭인장강도시험 결과 125

표 3.2.6. 지오그리드 광폭인장강도시험 결과 125

표 3.2.7. 보강재의 최대인장강도 및 인장변형률 126

표 3.2.8. 직포 내후성 시험결과 127

표 3.2.9. 지오그리드A 내후성 시험결과 127

표 3.2.10. 캔틸레버 시험결과 128

표 3.2.11. 강성도 시험결과 131

표 3.2.12. 비강성 보강재(직포, 지오그리드)의 강성도 132

표 3.3.1. 시험조건 134

표 3.3.2. 시험 조건별 최대하중-변위 137

표 3.3.3. 시험 조건별 최대응력-변위 143

표 3.4.1. 표층처리공법 설계이론 분석을 위한 모형실험 종류 및 실험조건 147

표 3.4.2. 광양점토시료의 물리적 특성 148

표 3.4.3. 인장강도시험 결과 150

표 3.4.4. 강성도 시험결과 151

표 3.4.5. 베인전단시험기 규격 158

표 3.4.6. 보강재 표층거동특성(완전구속, 복토 d＝10cm) 163

표 3.4.7. 지오텍스타일 (완전구속, 복토d＝10cm) 165

표 3.4.8. 지오그리드 A (완전구속, 복토d＝10cm) 167

표 3.4.9. 강봉 (완전구속, 복토d＝10cm) 170

표 3.4.10. 보강재의 구속응력에 따른 지지력비 179

표 3.4.11. 함수비 변화에 따른 지지력비 BCR 186

표 3.4.12. 보강재의 복토두께에 따른 지지력비 (완전구속) 192

표 3.4.13. 항복응력에서의 지지력 qa 평가 결과(이미지참조) 211

표 3.5.1. 광양항 준설 점토의 물리적 특성 222

표 3.5.2. 초연약지반에 대한 수치해석 조건 및 입력정수 223

표 3.5.3. 표층보강재에 대한 수치해석 조건 및 입력정수 224

표 3.5.4. 복토재에 대한 수치해석 조건 및 입력정수 225

표 3.5.5. 무보강 초연약지반에 대한 수치해석 조건 228

표 3.5.6. 표층 보강된 초연약지반에 대한 수치해석 조건 230

표 3.5.7. 복토 포설된 초연약지반에 대한 수치해석 조건 232

표 3.5.8. 수치해석 조건 246

표 3.5.9. 각 케이스에 대한 결과 260

표 3.5.10. 강성 재료에 대한 수치해석 조건 262

표 3.6.1. 시험조건 273

표 3.6.2. 시험구간별 비배수 전단강도 282

표 3.6.3. 허용지지력 산정기준 283

표 3.6.4. 지반의 평판재하시험방법·동해설(일본 토질공학회, 1993) 283

표 3.6.5. 보강재별 복토두께별 단기 허용지지력 산정결과 285

표 3.6.6. 보강재별 복토두께별 BCR(지지력비)산정결과 293

표 3.6.7. 보강재별 변형각 역산결과 294

표 3.6.8. 45회 반복재하시험결과 300

표 3.6.9. 3회반복재하 시험결과 302

표 3.8.1. 구조물 종류에 의한 연약지반의 대략적인 판정규정 320

표 3.8.2. 표층안정처리공법의 분류 예 323

표 3.8.3. 재료별 공학적 특성 328

표 3.8.4. 직조방법별 공학적 특징 328

표 3.8.6. Geotextile의 부분 안전율 330

표 3.8.7. 대나무 망 공법의 특징 334

표 3.8.8. 복토 두께별 장비의 충격계수 348

표 3.8.9. 허용인장강도 산정을 위한 안전율 350

표 4.1.1. 3차년도 연구개발 목표 달성도 364

그림 1.1.1. 연약지반 상 건설장비의 전도 43

그림 1.1.2. 연약지반 표층처리공법 45

그림 2.1.1. 국내의 출원연도별 출원동향 (특허청, 2001) 51

그림 2.1.2. 국내의 기술별 특허출원동향 (특허청, 2001) 51

그림 2.1.3. 대나무 매트 52

그림 2.1.4. 대나무망 53

그림 2.1.5. 모래포설기에 의한 중앙부 Sand Spreading 방법 54

그림 2.1.6. 크레인 중개방식에 의한 중앙부 Sand Spreading 방법 54

그림 2.1.7. 국가별 출원동향 (특허청, 2001) 56

그림 2.1.8. 기술별 출원동향 (특허청, 2001) 56

그림 2.1.9. 기술별 출원비율 (특허청, 2001) 57

그림 2.1.10. 일본의 기술별 출원동향 (특허청, 2001) 58

그림 2.1.11. 일본의 기술별 출원비율 (특허청, 2001) 58

그림 2.1.12. 미국의 기술별 출원동향 (특허청, 2001) 59

그림 2.1.14. 유럽의 기술별 출원동향 (특허청, 2001) 60

그림 2.1.15. 유럽의 기술별 출원비율 (특허청, 2001) 60

그림 2.1.16. 지오텍스타일 인장강도의 경시변화 65

그림 2.1.17. 지지력 성분의 시간적인 변화 (단부를 구속한 경우) 65

그림 2.1.18. 안정시의 변형형상 66

그림 2.1.19. 안정시의 파라메타 (r,φ,Df)의 계측예 (판정1990)(이미지참조) 67

그림 2.2.1. 전국주요 항만위치도 68

그림 3.1.1. 준설매립 74

그림 3.1.2. 준설매립공사 74

그림 3.1.3. 표층처리공법의 종류 78

그림 3.1.4. 표층처리 공법의 선정흐름도 79

그림 3.1.5. 보강재별 인장강도와 점성토 표층강도의 관계 (International Seminars on Geotechnice in Kochi, 2000. 9) 80

그림 3.1.6. Geotextile공법 80

그림 3.1.7. Geotextile 보강에 의한 표층처리 82

그림 3.1.8. 지반강도와 인장강도의 관계 82

그림 3.1.9. Geotextile의 부설 84

그림 3.1.10. Geotextile의 접합 (현장 기계접합) 85

그림 3.1.11. 지오그리드 종류 87

그림 3.1.12. 지오그리드 인장강도 특성 87

그림 3.1.13. 지오그리드 포설 88

그림 3.1.14. 대나무 망 공법의 시공모식도 89

그림 3.1.15. 대나무 망 포설 전경(수상) 92

그림 3.1.16. 대나무 망 수상 조립 92

그림 3.1.17. 대나무 망 육상 조립 92

그림 3.1.18. 분리매트(Geotextile) 포설 광경 93

그림 3.1.19. 단계성토의 층간거리를 짧게 하였을 때 소성유동 95

그림 3.1.20. 1단계 포설두께가 클때의 국부적 침하와 소성유동 95

그림 3.1.21. (습지도져+덤프트럭)에 의한 포설 96

그림 3.1.22. (습지도져+소형덤프트럭)에 의한 포설 96

그림 3.1.23. 벨트컨베이어에 의한 복토포설 97

그림 3.1.24. 강압건식방법에 의한 복토포설 98

그림 3.1.25. 크레인을 이용한 포설 방법 99

그림 3.1.26. AMJP에 의한 복토포설 100

그림 3.1.27. 시트공법의 설계 101

그림 3.1.28. 복토완료 후 네트의 지지력 102

그림 3.1.29. 표층처리 공법의 설계흐름도 104

그림 3.1.30. 시공장비에 의한 접지응력 모식도 105

그림 3.1.31. 시공장비 탑재시 보강효과를 고려한 지지력 모델 106

그림 3.1.32. 수평면에 대한 보강재와 극한 저항시 인장력이 작용하는 각도 106

그림 3.1.33. 케이블 이론 설계그림 108

그림 3.1.34. 판 이론 설계그림 109

그림 3.1.35. 막 이론 설계그림 110

그림 3.1.36. 시공장비 탑재시 보강효과를 고려한 지지력 모델 111

그림 3.1.37. 안정시의 파라메타 (r,φ,Df)의 계측예(이미지참조) 112

그림 3.2.1. 직포 및 강봉 시료 114

그림 3.2.2. 지오그리드시료 115

그림 3.2.3. 광폭인장강도시험 모습 116

그림 3.2.4. 내후성시험 모습 117

그림 3.2.5. 강성도시험 장치 118

그림 3.2.6. 철망시료 119

그림 3.2.7. 대표적인 Stress-Strain curve 119

그림 3.2.8. 3접점굽힘(Three point bending) 시험의 개요도 120

그림 3.2.9. 마찰특성 평가를 위한 시험방법 개요도 121

그림 3.2.10. 인발시험장비의 모형도 122

그림 3.2.11. 인발시험 모습 123

그림 3.2.12. 광폭인장강도와 인장변형률 곡선 (경사방향) 124

그림 3.2.13. 일별 최고기온분포 126

그림 3.2.14. 내후성 시험결과 128

그림 3.2.15. 굴곡시험 전경 129

그림 3.2.16. 대나무시료의 변위와 시험력 관계 130

그림 3.3.17. 변위와 시험력 관계 130

그림 3.2.18. 인발시험에 사용한 표준사/직포 또는 지오그리드A/점토의 마찰강도특성 133

그림 3.3.1. 대나무 망(결속재:철선) 제작전경 135

그림 3.3.2. 대나무 망(결속재:Cable Tie) 제작전경 135

그림 3.3.3. 대나무망 거치전경 135

그림 3.3.4. 재하판 및 로드셀(좌측), 하부Plate(우측) 설치전경 136

그림 3.3.5. 재하시험장치 개념도 136

그림 3.3.6. 구동모터 및 하중전달장치(좌측), Control Box(우측) 136

그림 3.3.7. Control Box(좌측), 변위측정Gauge(우측) 137

그림 3.3.8. 대나무 망 변형 양상 138

그림 3.3.9. 대나무 망 파괴 양상 138

그림 3.3.10. 대나무 망의 하중-변위곡선 (0.4×0.4m,철선결속) 139

그림 3.3.11. 대나무 망의 하중-변위곡선 (0.5×0.5m, 철선결속) 139

그림 3.3.12. 대나무 망의 하중-변위곡선(0.7×0.7m, 철선결속) 139

그림 3.3.13. 나무 망의 하중-변위곡선 (1.0×1.0m, 철선결속) 140

그림 3.3.14. 대나무 망의 하중-변위곡선 (0.5×0.5m, Tie cable) 140

그림 3.3.15. 대나무 망의 하중-변위곡선 (1.0×1.0m, Tie cable) 140

그림 3.3.16. 대나무 망의 하중-변위곡선 (1.0×1.0m, PP Band) 141

그림 3.3.17. 대나무 망의 하중-변위곡선 (1.0×1.0m, 철선결속) 141

그림 3.3.18. 대나무 망의 하중-변위곡선 (1.0×1.0m, Tie cable) 142

그림 3.3.19. 대나무 망의 하중-변위곡선 (1.0×1.0m, PP Band) 142

그림 3.3.20. 대나무 망의 하중-변위곡선 (0.4×0.4m) 144

그림 3.3.21. 대나무 망의 하중-변위곡선 (0.5×0.5m) 144

그림 3.3.22. 대나무 망의 하중-변위곡선 (0.7×0.7m) 145

그림 3.3.23. 대나무 망의 하중-변위곡선 (1.0×1.0m) 145

그림 3.4.1. 광양점토시료의 입도분포 148

그림 3.4.2. 사용한 시료의 입도분포 149

그림 3.4.3. 인장강도와 인장변형률 곡선 150

그림 3.4.4. 강봉 망 배열도 151

그림 3.4.5. 실험모형시험장치 전경 152

그림 3.4.6. LVDT 및 strain gage 설치위치 153

그림 3.4.7. 실험모형시험장치 계통도 154

그림 3.4.8. 계측방법 개요 155

그림 3.4.9. 화상을 사용한 계측 프로차트 155

그림 3.4.10. 입자마크 상관법을 사용한 표점 화상좌표의 자동산출 예 156

그림 3.4.11. 보강재 부분구속 157

그림 3.4.12. 보강재 완전구속 157

그림 3.4.13. 본 시험에서 제작한 점토교반기 158

그림 3.4.14. 베인전단시험기 전경 및 시험에 사용한 케이싱 159

그림 3.4.15. 베인전단시험 결과 159

그림 3.4.16. 재하시간과 침하량과의 관계 (지오텍스타일, 연직응력 0.02kgf/cm²) 160

그림 3.4.17. 지표면 변형정도 161

그림 3.4.18. 무보강지반의 실내모형실험 전경 161

그림 3.4.19. 무보강지반의 침하량과 시간과의 관계 162

그림 3.4.20. 무보강 시료의 침하량과 재하응력과의 관계 162

그림 3.4.21. 표준압밀 시험 163

그림 3.4.22. 표층처리 보강재의 변형도 173

그림 3.4.23. 실내모형실험으로부터 측정된 표층처리 보강재의 변형도 174

그림 3.4.24. 실내모형실험으로부터 측정된 표층처리 보강재의 변형도 175

그림 3.4.25. 재하하중 2.0tf/m²에서의 표층보강재의 변형도 사진으로부터 보강재가 수평면과 이루는 경사각 θ 산정방법 개요도 176

그림 3.4.26. PIV해석 결과 및 계산결과 177

그림 3.4.27. 재하응력과 침하량과의 관계 (복토두께 d＝0cm) 178

그림 3.4.28. 보강재의 강성도에 따른 지지력비의 변화형태 180

그림 3.4.29. 보강재의 단부구속응력에 따른 지지력비의 변화형태 181

그림 3.4.30. 보강재의 인장강도에 따른 지지력비의 변화형태 181

그림 3.4.31. 재하응력과 보강재가 수평면과 이루는 경사각 θ과의 관계 182

그림 3.4.32. 재하응력과 보강재가 수평면과 이루는 경사각 θ과의 관계(지오그리드) 184

그림 3.4.33. 재하응력과 침하량과의 관계(완전구속, 함수비 95%) 185

그림 3.4.34. 재하응력과 침하량과의 관계(부분구속 T＝23kgf, 함수비 95%) 185

그림 3.4.35. 함수비와 BCR 관계 187

그림 3.4.36. 항복응력에서의 침하량과 강성도비와의 관계 188

그림 3.4.37. 항복응력에서의 보강재가 수평면과 이루는 경사각 θ와 강성도비와의 관계 189

그림 3.4.38. 항복응력에서의 융기망의 반경 r과 강성도비와의 관계 189

그림 3.4.39. 항복응력에서의 BCR과 강성도비(D/DGeotextile)와의 관계(이미지참조) 190

그림 3.4.40. 침하량과 재하응력과의 관계 (완전구속) 190

그림 3.4.41. 재하응력과 인장강도와의 관계 (완전구속) 193

그림 3.4.42. 복토두께를 재하폭으로 정규화시킨 H/B와 지지력비 관계 194

그림 3.4.43. Geotextile 부설지반의 변형과 응력(Geotextile를 이용한 보강토의 설계·시공메뉴얼, 1998) 195

그림 3.4.44. Terzaghi의 지지력산정식 개념도 196

그림 3.4.45. 표층거동 특성 196

그림 3.4.46. 무보강 재하시험에 사용한 재하판 전경 197

그림 3.4.47. 무보강지반의 재하응력과 침하량과의 관계 198

그림 3.4.48. 재하응력과 지지력과의 관계 200

그림 3.4.49. 재하응력과 지지력과의 관계(강도저감계수 고려) 200

그림 3.4.50. 무보강 시료의 침하량과 재하응력과의 관계 201

그림 3.4.51. 재하응력과 지지력과의 관계 201

그림 3.4.52. 점토를 제거하고 보강재만을 거치시킨 실험전경 202

그림 3.4.53. 실내모형실험 및 광폭인장시험으로부터 얻은 응력-변형률 관계 203

그림 3.4.54. 하중증가에 따른 변형률 증가 정도 204

그림 3.4.55. 보강재가 수평면과 이루는 경사각θ와 점토지반의 비배수전단강도와의 관계 206

그림 3.4.56. 융기망의 반경 r과 점토지반의 비배수전단강도와의 관계 206

그림 3.4.57. 지오텍스타일을 선행하중 23.0kgf로 부분구속하여 실시한 실내모형실험결과 207

그림 3.4.58. 지오그리드A를 선행하중 23.0kgf로 부분구속하여 실시한 실내모형실험결과 208

그림 3.4.59. 강봉 망을 선행하중 23.0kgf로 부분 구속하여 실시한 실내모형실험결과 208

그림 3.4.60. 재하응력과 인장력으로 인한 지지력 항 q₂/q과의 관계 209

그림 3.4.61. qa/py와 강성도비(D/DGeotextile)와의 관계(기존식 사용)(이미지참조) 210

그림 3.4.62. qa/py와 강성도비(D/DGeotextile)와의 관계 (기존식 사용)(이미지참조) 212

그림 3.4.63. qa/py와 강성도비(D/DGeotextile)와의 관계(이미지참조) 213

그림 3.4.64. 강성도계수 βs와 강성도비(D/DGeotextile)와의 관계(이미지참조) 214

그림 3.4.65. 복토두께에 의한 보강재의 강성효과 감소계수 RFe와 H/B의 관계 215

그림 3.4.66. 완전식 및 간편식을 이용한 지지력 산정결과 관계 216

그림 3.4.67. 복토완료 후 보강재의 지지력 모식도 217

그림 3.4.68. 현장시험 지지력과 제안지지력과의 관계 218

그림 3.5.1. 실내모형실험장치 개요 및 수치해석 영역(함태규 등, 2008) 222

그림 3.5.2. 수치해석 모델 222

그림 3.5.3. 무보강 초연약지반의 상재하중에 따른 침하거동 223

그림 3.5.4. 표층 보강된 초연약지반의 상재하중에 따른 침하거동 225

그림 3.5.5. 복토된 표층보강 초연약지반의 상재하중에 따른 침하거동 226

그림 3.5.6. 보강 조건에 따른 수직응력 분포 226

그림 3.5.7. 광양항 점토의 함수비에 따른 전단강도 228

그림 3.5.8. 무보강 초연약지반의 비배수전단강도 차이에 따른 상재하중과 침하량 관계 229

그림 3.5.9. 표층보강재 강성의 차이에 따른 상재하중과 초연약지반의 침하량 관계 230

그림 3.5.10. 표층보강재 강성과 침하량의 관계(상재하중 20kPa) 231

그림 3.5.11. 상재하중 증가에 따른 복토된 초연약지반의 침하거동 232

그림 3.5.12. 복토 두께와 침하량의 관계(상재하중 20kPa) 232

그림 3.5.13. 케이블 구조의 모델 241

그림 3.5.14. 하중증분과 변위증분 242

그림 3.5.15. 빔 요소 모델 243

그림 3.5.16. 실내모형실험 장치의 개요(함태규 등, 2008) 245

그림 3.5.17. 수치해석 모델의 개요 245

그림 3.5.18. 재하압력과 침하량의 관계에 미치는 보강재 강성의 영향 247

그림 3.5.19. 재하압력과 침하량의 관계에 미치는 연약지반 점착력의 영향 247

그림 3.5.20. 재하압력과 침하량의 관계에 미치는 지반 탄성계수의 영향 248

그림 3.5.21. 연약지반의 국소 안전률 분포 250

그림 3.5.22. 지표면의 연직응력 분포에 미치는 보강재 강성의 영향 253

그림 3.5.23. 지표면의 연직응력 분포에 미치는 지반 점착력의 영향 253

그림 3.5.24. 지표면의 연직응력 분포에 미치는 지반 탄성계수의 영향 254

그림 3.5.25. 보강재의 장력 분포에 미치는 보강재 강성의 영향 254

그림 3.5.26. 보강재의 장력 분포에 미치는 지반 점착력의 영향 255

그림 3.5.27. 보강재의 장력 분포에 미치는 지반 탄성계수의 영향 255

그림 3.5.28. 재하압력과 지반 융기점의 관계에 미치는 보강재 강성의 영향 256

그림 3.5.29. 재하압력과 지반 융기점의 관계에 미치는 지반 점착력의 영향 256

그림 3.5.30. 재하압력과 지반 융기점의 관계에 미치는 지반 탄성계수의 영향 257

그림 3.5.31. 케이스 RE-1에 대한 재하압력에 따른 지반 변형도 257

그림 3.5.32. 보강재의 변형 모델 개념도 258

그림 3.5.33. 보강재의 변형 상세도 259

그림 3.5.34. 각 케이스에 대한 결과 비교 260

그림 3.5.35. 서림에 의해 제시된 파라메터와 해석 결과의 비교 261

그림 3.5.36. 재하압력과 침하량의 관계에 미치는 보강재 강성의 영향 263

그림 3.5.37. 재하압력과 침하량의 관계에 미치는 지반 점착력의 영향 263

그림 3.5.38. 재하압력과 침하량의 관계에 미치는 지반 탄성계수의 영향 264

그림 3.5.39. 연약지반의 국소 안전율 분포 265

그림 3.5.40. 지표면의 연직응력 분포에 미치는 보강재 강성의 영향 266

그림 3.5.41. 지표면의 연직응력 분포에 미치는 지반 점착력의 영향 267

그림 3.5.42. 지표면의 연직응력 분포에 미치는 지반 탄성계수의 영향 267

그림 3.5.43. 보강재의 모멘트 분포에 미치는 보강재 강성의 영향 268

그림 3.5.44. 보강재의 모멘트 분포에 미치는 지반 점착력의 영향 268

그림 3.5.45. 보강재의 모멘트 분포에 미치는 지반 탄성계수의 영향 269

그림 3.6.1. 재하시험 위치도 272

그림 3.6.2. 부지조성 및 계측기설치전경 273

그림 3.6.3. 계측기 설치전경 273

그림 3.6.4. 침하판 설치 및 초기값 측정 274

그림 3.6.5. 재하시험 전경 274

그림 3.6.6. Data Logger 및 계측용 노트북 274

그림 3.6.7. 재하시험 완료 후 부지복구 전경 275

그림 3.6.8. 시험시공 계획부지 위치확인 275

그림 3.6.9. Geotextile포설 및 현장봉합 276

그림 3.6.10. 지오그리드 포설 및 현장이음 276

그림 3.6.11. 대나무망 시공과 이음부시공 276

그림 3.6.12. 보강재 상단에 복토재 포설 277

그림 3.6.13. 보강재부설 및 시험시공 완료전경 277

그림 3.6.14. 시험시공으로 인한 융기 및 교란영역 발생 278

그림 3.6.15. 크롤러드릴을 이용한 천공작업 278

그림 3.6.16. U형 앵커시공 전경 279

그림 3.6.17. 그라우팅교반 및 주입시공 279

그림 3.6.18. 몰드양생 및 압축강도시험 279

그림 3.6.19. 재하시험 및 변위계측 280

그림 3.6.20. U형 앵커의 강선제거 작업 280

그림 3.6.21. 재하시험후 Geotextile와 대나무망의 표층상태 281

그림 3.6.22. 재하시험후 지오그리드의 규격별 표층상태 281

그림 3.6.23. 심도별 비배수 전단강도 282

그림 3.6.24. 구간별 하중-침하 곡선 285

그림 3.6.25. 구간별 하중단계별 표고 측정 현황 287

그림 3.6.26. 구간별 하중단계별 토압계 측정 현황 289

그림 3.6.27. 보강재별 하중침하 곡선 291

그림 3.6.28. 보강재별 IFF-침하 관계 291

그림 3.6.29. 복토두께별 BCR 산정결과 292

그림 3.6.30. 원지반 강도별 보강재별 변형각 분포 294

그림 3.6.31. 표층처리시 장비의 반복하중조건 모식도 298

그림 3.6.32. PBD접지압을 고려한 반복재하시험〈45회〉 300

그림 3.6.33. PBD접지압의 2배를 고려한 반복재하시험〈3회〉 302

그림 3.6.34. 45회 반복재하시 영구변형 304

그림 3.6.35. 3회 반복재하시 영구변형 304

그림 3.6.36. 45회반복재하시험 Geogrid(20tf/m)과Geogrid(10tf/m) 비교 305

그림 3.6.37. 표층보강재별 반복재하시험 3회와 45회의 비교 306

그림 3.7.1. 프로그램 순서도 309

그림 3.7.2. 프로그램 메인화면 312

그림 3.7.3. 프로젝트관리 312

그림 3.7.4. 데이터입력 화면 313

그림 3.7.5. 장비 주행성 검토결과 314

그림 3.7.6. 보고서출력 화면 315

그림 3.7.7. 해석단면 화면 316

그림 3.7.8. 해석단면 제어창 316

그림 3.7.9. 장비 데이터베이스 입력창 317

그림 3.7.10. 보강재 데이터베이스 입력창 318

그림 3.8.1. 연약지반 표층처리에 활용 321

그림 3.8.2. 성토체 안정성 확보에 활용 321

그림 3.8.3. 표층처리공법의 종류 324

그림 3.8.4. 표층처리 공법의 선정흐름도 325

그림 3.8.5. Geotextile공법 326

그림 3.8.6. Geotextile 보강에 의한 표층처리 327

그림 3.8.7. 지반강도와 인장강도의 관계 328

그림 3.8.8. Geotextile의 부설 329

그림 3.8.9. Geotextile의 접합 (현장 기계접합) 330

그림 3.8.10. 지오그리드 종류 331

그림 3.8.11. 지오그리드 인장강도 특성 332

그림 3.8.12. 지오그리드 포설 332

그림 3.8.13. 대나무 망 공법의 시공모식도 333

그림 3.8.14. 대나무 망 포설 전경(수상) 335

그림 3.8.15. 대나무 망 수상 조립 335

그림 3.8.16. 대나무 망 육상 조립 335

그림 3.8.17. 분리매트(Geotextile) 포설 광경 336

그림 3.8.18. 단계성토의 층간거리를 짧게 하였을 때 소성유동 337

그림 3.8.19. 1단계 포설두께가 클때의 국부적 침하와 소성유동 338

그림 3.8.20. (습지도져+덤프트럭)에 의한 포설 339

그림 3.8.21. (습지도져+소형덤프트럭)에 의한 포설 339

그림 3.8.22. 벨트컨베이어에 의한 복토포설 340

그림 3.8.23. 강압건식방법에 의한 복토포설 341

그림 3.8.24. 크레인을 이용한 포설 방법 342

그림 3.8.25. AMJP에 의한 복토포설 343

그림 3.8.26. 시트공법의 설계 344

그림 3.8.27. 복토완료 후 네트의 지지력 345

그림 3.8.28. 표층처리 공법의 설계흐름도 347

그림 3.8.29. 시공장비에 의한 접지응력 모식도 348

그림 3.8.30. 시공장비 탑재시 보강효과를 고려한 지지력 모델 349

그림 3.8.31. 수평면에 대한 보강재와 극한 저항시 인장력이 작용하는 각도 349

그림 3.8.32. 표층처리 공법의 설계흐름도 351

그림 3.8.33. 시공장비 탑재시 보강효과를 고려한 지지력 모델 352

그림 3.8.34. 보강재가 수평면과 이루는 경사각θ와 점토지반의 비배수전단강도와의 관계 353

그림 3.8.35. 융기망의 반경 r과 점토지반의 비배수전단강도와의 관계 354

I. 제목

초연약지반 표층처리를 위한 최적 설계기법 연구(III)

II. 연구개발의 목적 및 필요성

최근 연약 또는 초연약지반상에 모래나 점토 등을 준설하여 대규모 항만, 공항, 신도시, 공업단지 및 농업용지를 확보하기 위한 해안매립 공사가 활발하게 이루어지고 있다. 과거에는 공사 현장 인근지역의 육상토사를 이용하여 매립공사를 수행하였으나, 최근에는 토취장 건설로 인한 주변환경오염 유발과 공사비용 증가 등의 경제적인 이유로 육상 매립토 확보가 매우 어려워져, 대수심 항로 확보 및 항만의 표사 매몰 방지를 위한 준설 공사시 발생하는 잉여토를 매립에 이용하고 있는 실정이다. 준설 공사시에 발생하는 잉여토는 함수비가 매우 높아 해성퇴적층 보다 더 연약한 초연약점토로 구성되는 경우가 많으며, 초연약점토를 이용해 조성된 지반에는 공사에 필요한 장비는 물론 사람의 진입조차 어려운 경우가 대부분이다.

이와 같은 초연약지반을 개량하는 공법에 대한 연구는 상당히 많은 진전이 있었으나, 정작 초연약지반을 개량하기 위해 사용하는 중장비의 안전한 진입을 위한 표층처리공법에 대한 연구는 상당히 뒤쳐져 있는 것이 현실이다. 초연약지반을 자연 건조시키는 데에는 10년 이상의 오랜 방치기간이 필요하지만, 대부분의 경우에는 Geotextile 보강재를 이용하거나 Belt conveyor를 이용한 모래 살포방법(FBC공법), 수평진공압밀공법, 초습지용 트렌치를 이용한 PTM 공법 및 대나무매트 공법 등을 사용하여 초연약지반의 표층처리를 수행하고 있다. 그러나 표층 처리된 지반의 공학적인 거동, 설계법 그리고 시방기준 등이 확고하게 마련되어 있지 않아, 현장에 매우 많은 애로사항이 있는 것이 사실이다. 현재는 불가피하게 외국의 설계 사례나 설계자의 판단에 의해 경험적으로 시공하고 있는 실정이다. 따라서 현장에서 실무적으로 가장 문제가 되고 있는 표층처리설계 방법을 체계적으로 수립하고, 이 기술을 준설매립 지역에 널리 사용할 수 있도록 하는 활성화 방안이 필요하다.

국내의 초연약지반에 맞는 표층처리공법의 설계법이 정립된다면 안정적인 복토시공으로 지반개량의 품질을 향상시킬 수 있고 심층지반 개량시 장비의 안정시공을 극대화시킬 수 있다. 또한 준설매립지반에서 적용되어오던 재래경험기술과 현장착안기술의 실용화로 기술자는 누구나 경험기술을 이론화시킬 수 있다는 동기를 유발시킬 수 있다. 또한 경제성과 시공의 안정성을 제고시킴으로서 관련분야의 기술 발전을 이룩할 수 있으며 해당 부지를 조기에 개발 할 수 있는 준설매립기술의 발전이 기대된다.

III. 연구개발의 내용 및 범위

본 연구의 대상범위는 국내 연약지반에 맞는 연약지반 표층처리공법의 설계기법을 정립하고 표층처리공법 설계 소프트웨어의 개발 및 설계/시공/유지관리 지침서(안)를 제안하는데 있다.

본 연구는 총 2년10개월로 추진하였으며 연구내용은 크게 다음과 같이 3가지 세부과제로 나눌 수 있다.

① 연약지반 표층처리공법의 설계기법 분석

② 실내 및 현장시험결과 분석을 통한 연약지반 표층처리설계 공법 정립

③ 연약지반 표층처리공법 설계소프트웨어(S/W) 개발 및 설계/시공/유지관리 지침서(안) 제 안

3가지 세부연구과제의 연구내용은 다음과 같다.

① 제 1 제부과제

제 1세부과제의 목표는 연약지반 표층처리공법 설계기법을 분석하는데 있다.

- 본 과제에서는 먼저 연약지반 표층처리에 관한 자료 분석을 통해 국내외 표층처리공법의 활용기법을 분석하고 강성재(대나무 망), 비강성재(지오그리드, 지오텍스타일) 표층처리 공법에 사용되는 설계정수를 구한다.

- 또한 문헌연구를 통한 표층처리 공법의 장단점을 분석하고 국내외 사용되는 강성재(대나무 망), 비강성재(지오그리드, 지오텍스타일) 표층처리 공법의 해석 및 설계방법을 정립시킨다.

- 실내 모형시험을 실시해 강성재(대나무 망), 비강성재(지오그리드, 지오텍스타일) 표층처리 공법의 정성적인 거동을 분석하여 다양한 연약지반 조건에 적합한 합리적인 설계기법을 제시한다.

- 수치해석을 이용하기 위하여 강성재(대나무 망), 비강성재(지오그리드, 지오텍스타일) 표층처리공법의 수치해석 방법을 분석한다.

② 제 2 제부과제

제 2세부과제의 목표는 현장시험결과 분석을 통해 연약지반 표층처리설계 공법을 정립하는데 있다.

- 본 과제에서는 먼저 기존 설계법의 문제성을 분석하기 위하여 현장에서 발생 할 수 있는 다양한 조건의 모형실험을 실시해 각 설계법의 적정성을 분석한다.

- 또한 대표적인 초연약지반 (초연약 준설매립지반, 초연약 점성토지반) 현장에 대한 정재하시험과 수치해석을 통해 강성재(대나무 망), 비강성재(지오그리드, 지오텍스타일) 표층처리공법의 침하 및 지지력을 평가 분석하여 합리적인 설계기법을 제시한다.

- 반복평판재하 시험 등의 현장시험을 통해 장비주행으로 인한 지반교란에 의한 강도저하를 특성을 평가하고 이를 고려한 지반의 설계정수를 평가한다.

- 수치해석을 이용한 표층처리공법의 설계이론과 현장시험 결과를 비교 분석하여 제시한 연약지반 표층처리공법의 설계기법을 정립시킨다.

③ 제 3 제부과제

제 3세부과제의 목표는 연약지반 표층처리공법 설계소프트웨어(S/W) 개발 및 설계/시공 지침서(안)를 제안하는 것에 있다.

- 먼저 표층처리공법 설계 소프트웨어를 개발하기 위해 실내모형실험과 다양한 조건의 수치해석을 실시한다.

- 현장에서도 쉽게 사용할 수 있는 표층개발처리 공법 최적설계를 위한 소프트웨어를 개발하고, 개발된 소프트웨어를 이용하여 현장시험시공 결과와 비교 검증한다.

- 또한 시험시공 지역의 준설매립이후 시간경과에 따른 지반의 물리적 특성에 대한 연구성과를 정리하여 평가한다.

- 마지막으로 국내의 연약지반에 적합한 표층처리 공법 설계/시공/유지관리 지침서(안)를 제안한다.

IV. 연구개발결과

본 연구를 통해 도출된 결과는 다음과 같다.

가. 초연약 준설매립지반 현장 시험시공 빛 대형평판재하시험 결과분석

■ 초연약 준설매립지반 표층처리현장 시험시공을 실시 후 시간이 경과함에 따라 복토구간은 침하가 지속적으로 일어나며 주변구역은 융기 및 교란영역이 증가하는 경향이 나타났다.

■ 침하판 및 변위계를 이용하여 하중단계별 침하거동 분석결과, 강성 보강재의 하중분산효과가 더 큰 것으로 조사되었다.

■ IFF와 침하관계에 대한 검토결과, 강성도 및 복토두께가 증가할수록 보강효과가 큰 것으로 조사되었다.

■ 보강재별 BCR 평가결과, Geotextile(15tf/m) 2겹구간에 비해 대나무 망 구간의 경우 평균 2.8배, 지오그리드(20tf/m)는 2.3배, Geotextile(30tf/m)는 2.1배, Geotextile3장 구간의 경우 평균 2.1배, 지오그리드(10tf/m)는 1.9배의 지지력비(BCR)을 나타내는 것으로 확인되었다.

■ Yamanouchi 제안식의 변형각에 대한 평가결과, 비강성 보강재의 경우 일본 시공사례와 유사한 값을 나타내고 있으나, 강성 보강재의 경우 11~15°로 다소 적은 값을 나타내는 결과를 얻었다.

나. 반복재하시험 결과분석

■ 표층보강된 초연약지반에서 건설중장비의 반복재하 조건시 지반거동에 영향을 크게 미치는 주요요인은 장비의 접지압이 클경우, 운행속도가 느릴 경우 정지작업을 할수록, 비강성보강재로 표층보강을 할 경우로서, 이러한 경우에는 영구변형량이 증가하여 건설 중장비의 전도 및 매몰사고에 취약한 것으로 평가되었다.

다. 표층처리 재료분석

■ Geotextile, 지오그리드에 대한 내후성시험을 실시한 결과, 30일 간의 시간경과에 따라 지오텍스타일, 지오그리드 모두 원시료에 비해 3.0% 미만으로 감소되었고, 이러한 미미한 감소율은 제품편차, 실험오차범위에 포함되므로 강도감소계수에는 반영시키지 않아도 무방할 것으로 판단되었다.

■ 반면 60일 경과 후에 지오텍스타일, 지오그리드 모두 인장강도 저하율이 16%에 달하는 결과를 얻었고, 표층처리 보강재를 30일 방치이후 사용할 경우 강도 감소계수를 고려하여야 할 것으로 판단된다.

■ 인발시험에 의한 모래/Geotextile/점토의 마찰강도는 c=0.03kg/cm², Φ=26.5°이고, 모래/지오그리드/점토의 마찰강도는 c=0.02kg/cm², Φ=22.0° 인 것으로 평가되었으며, Geotextile은 지오그리드에 비해 1.2~l.5배의 마찰강도를 보이는 것으로 확인되었다.

라. 실내모형실험을 이용한 표층처리공법 설계이론 분석

■ 강성(강봉) 및 비강성(Geotextile, 지오그리드) 보강재를 이용한 모형실험 결과, 하중재하시 200초 경과 후부터 모든 시료에 있어 중앙부를 포함한 표층부분 전체의 침하량은 일정한 값으로 수렴되는 것으로 밝혀졌고, 실제현장에서의 급속시공(비배수조건)을 모사하기 위한 급속하중을 기본으로 하는 모형실험의 정적재하는 각 하중단계 당 15분을 기준으로 하는 것은 적정하다고 평가되었다.

■ 비접촉 변형율게이지를 사용하여 실내모형실험지반 거동을 측정한 결과, 지반침하 및 지반융기량이 LVDT의 측정결과와 동일한 결과를 얻었고, 이로써 본 연구에서 사용한 비접촉 변형률게이지의 공학적인 적용성이 확인되었다.

■ 복토를 실시한 모형실험에서의 하중재하로 인한 표층보강재의 거동을 명확히 평가하기 위하여 화상해석(PIV-입자화상유속측정법)을 수행한 결과, Geotextile, 지오그리드는 재하하중 증가에 따라 낮은 하중에서부터 서서히 침하량이 증가되는 거의 동일한 거동특성을 나타내는 반면, 강봉은 2.44tf/m² 까지는 거의 침하가 발생되지 않는 반면 3.26tf/m² 부터 급격히 침하가 발생되는 것으로 확인되었다. 또한 이러한 특징은 본 연구에서 실시한 실험에서 거의 동일한 거동특성을 나타내는 것으로 확인되었다.

■ 완전구속상태에서의 지지력개선효과는 보강재의 인장강도에 크게 의존하는데 비해, 부분구속조건에서는 인장강도 이외의 영양인자, 즉 마찰특성 및 강성도에 의존하는 것으로 확인되었으며, 현장에서 보강재 단부 구속이 부절할 경우 보강재의 인장강도가 충분히 발휘되지 못하여 지지력개선효과에 미치는 보강재의인장강도의 효과를 약 40% 밖에 기대하지 못하는 것으로 평가되었다.

■ 재하응력의 증가에 따른 경사각 θ 의 증가정도는 Geotextile, 지오그리드와 같은 연성재료는 보강재 구속조건에 크게 의존하며, 강성도가 큰 재료는 구속조건에 의존하지 않는 것으로 평가되었다.

■ 완전구속상태에서는 보강재 종류에 관계없이 지지력 개량효과에 미치는 점착력으로 인한 지지력증대효과가 현저히 발생되는 반면, 보강재 단부 구속이 부적절할 경우 연성 보강재에서는 점착력으로 인한 지지력 효과가 거의 발생되지 않는 것으로 확인되었다.

■ 표층처리공법 보강재의 강성도의 증가에 따라 BCR이 증가되며, 그 증가 정도는 양대수 관계에서 BCR=4.8×(Tmax/Tmax(Geotextile))0.12로 평가되었다.

■ 지오텍스타일, 지오그리드, 강봉 모두 복토두께의 증가로 인해 보강재에 발생되는 인장강도 Ti 가 감소되는 것이 확인되었고 이는 복토로 인한 하중분산 효과가 원인이다.

■ 지오텍스타일, 지오그리드, 강봉 모두 H/B가 3 까지는 H/B의 증가에 따라 BCR이 증가되는 반면, H/B가 3이상에서는 하중분산 효과가 거의 동일한 값을 나타내는 것으로 확인되었고, 이러한 결과는 Vito A 등(1986)이 Geotextile과 지오그리드를 가지고 수행한 모형실험결과와 동일하며, 강성도가 큰 재료에서도 동일한 결과를 나타내는 것이 증명되었다.

■ Terzaghi의 지지력이론(qult,=acNc)을 통하여 무보강지반의 극한지지력을 산정한 결과 함수비 ω=94.7%의 원지반의 극한지지력은 qult=0.90tf/m², 함수비 ω=124% 지반은 qult=0.53tf/m² 인 것으로 확인되었고, 이 값은 실내모형실험결과의 각각 3.7배 및 2.6배에 해당되는 것으로 평가되었다.

■ Geotextile의 경우, 실내모형실험결과의 응력-변형률 곡선의 초기기울기는 광폭인장시험결과보다 크게 나타났고, 지오그리드의 실내모형실험으로부터 얻은 파단강도(4.0tf/m)는 광폭인장시험으로부터 얻은 파단강도(4.8tf/m)의 0.8배에 해당되는 것으로 평가되었는데, 이러한 결과는 변형률속도, 클램프구속방법 등의 실험조건의 차이로 인해 발생된 것으로 판단된다.

■ 실내모형실험 중 strain gage로 조사한 하중증가에 따른 변형률 증가 정도를 평가한 결과, Geotextile, 지오그리드, 강봉 모두 하중증가에 따라 변형률이 증가되고 있으며, Geotextile은 재하판의 양 끝단, 지오그리드는 재하판 끝단에서 10cm 위치, 강봉에서는 재하판 정 중앙에서 최대의 변형률이 발생되는 경향이 있는 것으로 평가되었다.

■ Geotextile의 보강재가 수평면과 이루는 경사각 θ 는 20°~34°에 해당하며 지오그리드는 10°~28°, 강봉은 6°~8° 인 것으로 평가되었고, 지오텍스타일의 융기망의 반경 r 은 0.7~l.1m 에 해당하며, 지오그리드는 0.87~3.1m, 강봉은 5.4~7.0m 인 것으로 평가되었다. 이로써 본 연구에서 사용한 지오텍스타일과 지오그리드의 θ, r 은 西林(1980) 에 의해 제안된 범위안에 포함되는데 비해 강봉의 θ는 제안된 범위보다 작은 값을 나타내고, r 은 제안된 범위보다 큰 값을 나타내는 것으로 평가되었다.

■ 西林(1980)가 제안한 θ, r 의 범위는 연성재료를 사용한 일본의 시공사례를 이용해 제안되었으며 θ, r 은 점토지반의 비배수전단강도에 의존하는 것을 고려하여 그 범위를 정하였다. 본 연구에서 사용된 Geotextile과 지오그리드는 연성재료로 θ, r 은 점토지반의 비배수전단강도에 의존하며 西林(1980)가 제안한 범위에 포함되는 것으로 평가되었다. 그러나 강성재료인 강봉 망은 西林(1980)가 제안한 비배수 전단강도가 약 0.8 tf/m² 이하에서는 점토지반의 비배수전단강도에 의존하지 않으며, 西林(1980)가 제안한 θ, r 의 범위는 연성보강재에 적용가능하며 강성도가 큰 대나무 망과 같은 강성보강재는 적용할 수 없는 것으로 평가되었다.

■ 지오텍스타일은 인장력에 의한 전단저항효과가 차지하는 비율 q₂/q가 78%, 지오그리드A는 81%, 강봉 망은 91%로, q₂/q 는 강성도에 의존하는 것으로 평가되었다.

■ 실내모형실험결과로부터 얻은 파라미터(Ti, θ, r)로부터 기존의 Yamanouchi 제안식을 이용해 지지력을 평가한 결과, 연성보강재가 지지력효과에 미치는 영향을 명확히 평가하는데 비해 강성도가 큰 재료의 지지력 효과에 미치는 강성도의 영향을 적정히 평가하지 못하는 것이 확인되었다.

■ 본 연구에서는 보강재의 강성도 효과를 평가할 수 있는 강성도계수 βs 를 제안하였고, 제안한 강성도계수 βs 는 실험정수로써 지오텍스타일은 1.0, 지오그리드는 1.1, 강봉은 1.5가 적당하다는 것이 실험을 통해 확인되었다.

■ 보강재 개량효과에 미치는 강성도 효과는 복토두께의 증가에 의해 감소되며, 이러한 강성효과 감소계수 RFe는 H/B와 좋은 상관관계 특성을 나타내는 것으로 평가되었다.

■ 본 연구에서 제안한 지지력 산정방법을 통해 얻은 제안지지력은 현장시험결과로부터 얻은 지지력을 거의 명확히 추정하고 있으며 제안한 지지력 산정방법의 적정성이 확인되었다.

마. 수치해석을 이용한 설계이론 비교분석

■ 상용프로그램을 이용한 파라메트릭 스터디를 실시하여 원지반의 강도 및 보강재의 인장강도, 복토두께에 따른 초연약지반의 거동을 평가하였고, 비강성 및 강성재료의 표층보강효과를 모사할 수 있는 새로운 수치해석방법을 개발하였다. 개발된 수치해석 방법의 신뢰성은 실내모형실험 결과와의 비교를 통해 검증하였으며 파라메트릭 스터디를 통하여 표층 보강된 초연약지반의 거동에 미치는 영향인자를 분석하였다.

바. 연약지반 표층처리공법 설계소프트웨어(S/W) 개발

■ 현장에서도 쉽게 사용할 수 있는 표층처리공법 최적설계를 위한 소프트웨어를 개발하였고, 개발된 소프트웨어를 이용하여 현장시험시공 결과와 비교 검증한 결과 표층처리 설계에 유용하게 사용할 수 있는 것으로 확인되었다.

사. 연약지반 표층처리공법의 설계/시공 지침서(안) 제안

■ 실내모형실험 및 현장재하시험, 수치해석 결과를 토대로 연약지반 표층처리공법의 합리적인 설계기법(안)을 제안하였다.

V. 연구개발결과의 활용계획

■ 본 3차년도까지 실시한 강성재(대나무 망), 비강성재 재료(지오그리드, Geotextile)를 이용하여 실시한 실내모형시험 결과를 이용하여 보강재의 재료적 특성 및 복토가 지지력증대 효과에 미치는 영향을 조사하여 국내 초연약지반에 적합한 표층처리공법의 설계기법의 정립을 위한 기본자료로 활용할 계획이다.

■ 초연약 준설매립지반 현장시험 시공 및 현장계측 분석결과를 이용하여 설계기법의 검증을 위한 기본자료로 활용하고, 3차년도에 실시한 장비 주행으로 인한 원지반 교란 및 그에 따른 지지력 특성분석을 위한 현장 반복재하 시험결과도 건설장비의 안전사고 방지를 위한 자료로 활용할 계획이다.

■ 제작한 모형실험장치를 이용하여 실시한 다양한 케이스의 실내모형시험을 실시하여 표층보강재의 정성적인 거동 및 지지력 개량효과를 분석함으로써 합리적인 설계변수의 평가가 규명된 것으로 판단된다.

■ 상용 수치해석 프로그램과 일본의 기존 실내모형실험 결과를 활용한 연약지반과 보강재에 대한 합리적 모델 특성 값을 이용하여 보강재의 특성별 연약지반의 거동분석을 실시하고, 실내 및 현장시험 결과를 활용한 합리적인 표층처리 설계기법에 대하여 국토해양부에서 2010년 발행되는 도로설계편람에 설계/시공지침(안)을 수록할 계획이다.

■ 초연약지반 표층처리공법 설계자나 시공자들의 인식제고를 위해 학술발표회나 세미나 등을 통해 된 연구결과를 지속적으로 발표할 계획이다.