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논문 기본 정보

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학위논문
저자정보

장지건 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수
김진만
발행연도
2020
저작권
부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수23

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

초록· 키워드

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연약 점성토 지반에 도로, 교량, 건물 등의 구조물이 축조될 때 과대한 침하나 지지력이 부족으로 지반공학적인 문제가 발생될 수 있다. 극단적인 경우, 축조된 구조물의 전단파괴 또는 과대한 부등침하등으로 사용이 불가할 수 있어, 지반의 강도증가 및 잔류침하 감소 등을 위한 지반개량공법이 필수적으로 요구된다.
연약지반에서 침하촉진 및 강도증가를 위한 대표적인 공법으로는 연직배수재를 이용한 지반개량공법이 있다. 이러한 연약지반개량공법을 적용하기 위해서는 우선 대상지반의 지층 구성상태 및 압밀침하 해석에 필요한 지반정수의 결정을 위한 각종시험이 선행되어야 한다. 일반적으로 압밀침하량 및 시간은 여러 형태의 압밀이론을 적용하여 예측할 수 있으나 지반의 불균질성, 압밀이론의 제한사항, 지반정수 산정의 불확실성 및 수치해석상의 문제, 복잡한 현장특성을 고려하지 못한 분석 등의 여러 요소로 인하여 예측침하속도 및 침하량은 실제 침하속도 및 침하량과 일치하지 않은 경우가 많다. 그래서 연약지반 성토 현장에서는 침하량 예측과 성토사면의 안정관리를 위한 계측관리가 필수적이다. 계측관리를 통한 침하량의 예측방법에도 여러 가지가 있지만, 아직 정도 높은 예측 방법에 대한 이론이 정립되지 않았다.
침하예측에 큰 영향을 주는 주요인자들은 많이 있다. 하지만 이들 주요인자를 전체적으로 고려하여 예측하지 않고, 일부만을 고려하여 예측할 경우 더 큰 오차를 유발 할 수 있다. 그래서 본 논문에서는 단지성토 현장에서 외곽부 지중응력을 고려해야 하는 경우, 지중 박스 구조물이 시공된 경우, 집수정 양수 효과에 대한 영향, 연약지반내 샌드심이 분포하는 현장, 부등침하 및 점토 등의 불량재 사용 또는 점토 유입으로 인한 수평배수층의 통수능이 저하되는 경우, 압밀속도의 차이가 현저한 층이 분포하는 경우와 시공중 계측 침하량과 설계침하량이 상이할 경우에 대한 현장사례를 분석하여 침하예측시 고려사항에 대하여 고찰하였다. 또한, 침하예측에 큰 영향을 주는 주요인자들 즉, 분석에 사용되는 계측자료의 범위, PBD의 배수저항, 지하수위 고려조건, 공용중 교통하중의 영향을 분석하였으며, 연직배수재 시공 유무와 미개량층 분포 여부, 그리고 중간계측자료가 없는 경우에 대한 침하예측기법을 제안하였다. 마지막으로 현장 조건을 고려하여 효율적이고 정도높은 지반개량도 평가를 위한 알고리즘을 제안하였다.

목차

제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
제 2 장 종래의 연구 2
2.1 압밀이론의 개요 2
2.1.1 Terzaghi의 일차원 압밀이론 3
2.1.2 압밀도 산정 7
2.1.3 시간 t에서의 점토층 전체(높이 2Hdr)의 평균압밀도 10
2.1.4 이차압밀 이론 13
2.2 연직배수재에 의한 압밀이론 16
2.2.1 개 요 16
2.2.2 Terzaghi의 제안식 17
2.2.3 Barron의 제안식 17
2.2.4 Hansbo의 제안식 19
2.2.5 Yoshikuni의 제안식 22
2.2.6 Onoue의 제안식 23
2.2.7 Kallstenius과 Kjellman의 제안식 23
2.3 현장 계측에 의한 장래침하량의 예측 방법 24
2.3.1 쌍곡선법(Hyperbolic method) 24
2.3.2 호시노(星?)법(법) 28
2.3.3 Asaoka(淺岡)법 29
2.3.4 log t법 31
2.3.5 Tan법 32
2.3.6 몬덴(門田)에 의한 방법 39
2.3.7 Terzaghi(Curve fitting)방법 41
2.4 침하분석시 지하수위 변화에 대한 종래의 연구 45
2.4.1 준설매립지 지반 내 수위의 거동 분석 45
2.4.2 지하수위의 안정화에 따른 침하예측 정도 47
2.5 공용중 교통하중과 침하와의 관계에 대한 종래의 연구 50
2.5.1 연약지반상의 도로에서 교통하중이 지반특성에 미치는 영향 50
2.5.2 연약지반 구간 고속도로의 개통 후 침하평가 및 관리방안 연구 58
2.6 최종 압밀침하 결정 요소별 민감도 분석에 대한 종래의 연구 64
2.6.1 압밀도에 따른 침하 예측 정도 분석 64
2.6.2 침하속도에 따른 침하 예측 정도 분석(강, 2011.11) 74
2.6.3 침하크기에 따른 침하 예측 정도 분석(강, 2011.11) 75
2.6.4 침하 측정 오차 및 침하 예측 자료의 양에 따른 침하 예측 정도 분석(강, 2011.11) 76
제 3 장 연약지반현장에서의 침하계측 79
3.1 국내 연약지반의 지반공학적 특성 79
3.1.1 연약점토 지반의 물리적 특성 80
3.1.2 연약점토 지반의 역학적 특성 82
3.2 연약지반에서의 침하계측 83
3.2.1 허용침하의 개념 83
3.2.2 침하계측관리 방법 88
3.2.3 연약지반 설계 및 계측관리 104
제 4 장 연약지반 성토현장 사례 분석 106
4.1 지중유효응력을 고려한 단지성토 침하예측 방법에 대한 분석 107
4.2 지중 박스 구조물 부근의 침하예측 방법 분석 110
4.2.1 연약지반 압밀특성을 이용한 재해석 방법 110
4.2.2 실측침하량을 이용한 재해석 110
4.3 집수정 양수 효과에 대한 연구 결과 분석 122
4.4 샌드심 분포지역의 침하예측에 대한 분석 126
4.5 부등침하에 의한 수평배수층의 통수능이 저하되는 경우에 대한 분석 130
4.6 불량재 사용 또는 점토 유입에 의한 수평배수층의 통수능 저하에 대한 분석 132
4.7 집수정 양수지연에 따른 과잉간극수압이 증가할 경우에 대한 분석 132
4.8 압밀속도 차이가 현저한 층에 대한 침하 예측 133
4.9 시공 중 계측침하량과 설계침하량이 상이할 경우에 대한 분석 134
제 5 장 침하 예측에 영향을 주는 주요인자에 대한 분석 136
5.1 계측자료 분석기간 선정에 따른 침하 예측 정도 분석 136
5.2 PBD의 통수저항에 따른 침하 예측 정도 분석 145
5.3 지하수위 고려조건에 따른 침하예측 정도 분석 147
5.3.1 현장 지하수위 계측사례 분석 147
5.3.2 지하수위 적용 조건에 따른 최종침하량 민감도 152
5.3.3 지하수위 적용 조건에 따른 침하예측 정도 분석 153
5.4 교통량에 따른 침하 정도 분석 155
5.4.1 교통량 조사결과 155
5.4.2 장기침하 계측결과 157
5.4.3 역해석에 의한 교통하중 산정 159
5.4.4 역해석 교통하중 산정 결과의 분석 165
제 6 장 현장 침하예측 사례를 이용한 분석법 제안 166
6.1 연직배수재 미시공 지반의 침하예측 166
6.1.1 침하량분석 방법 166
6.1.2 실측침하량을 이용한 침하예측 사례 분석 170
6.2 연직배수재 시공 구간의 침하예측 171
6.2.1 강서구 ??이주단지 현장의 침하예측 사례 분석 171
6.2.2 강서구 ??현장 계측 사례 분석 176
6.2.3 연직배수재 시공 구간의 침하예측에 대한 분석 177
6.3 상부 연직배수재 + 하부 미개량 구간의 침하예측 178
6.3.1 침하량분석 방법 178
6.3.2 실측침하량을 이용한 침하예측 사례 분석 179
6.4 중간계측자료가 없는 경우의 침하예측 180
6.4.1 침하량분석 방법 180
6.4.2 실측침하량을 이용한 침하예측 사례 분석 182
제 7 장 연약지반 개량도평가 알고리즘 제안 186
7.1 연약지반 개량도 평가의 활용 186
7.2 지반개량도 평가 순서도 188
제 8 장 요약 및 결론 192
8.1 분석결과 요약 192
8.2 결 론 197
8.3 추후의 연구 과제 200
참고문헌 202
Appendix 205
Abstract 218
감사의 글 220

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