모래지반에 설치된 확공형 보강재의 인발 저항력 산정에 관한 연구

Abstract

지반 보강재로 널리 이용되는 지반 앵커와 지반 네일의 인발 저항력을 증진시키기 위한 방법으로 저면을 확공하는 방법에 대한 다양한 시도가 이루어져왔다. 이러한 확공형 앵커와 확공형 지반네일은 형태가 거의 동일하며 지반 보강재로 이용될 때의 거동 역시 동일한 양상을 보이므로 확공형 보강재로 정의할 수 있다. 그러나, 마찰형 앵커나 지압형 앵커에 대하여 많은 연구가 수행된 것에 반해 확공형 보강재에 대한 연구는 상대적으로 미미하며 특히 확공형 보강재의 인발 저항력 산정에 관한 연구는 초보적인 단계에 머물고 있는 실정이다. 본 연구에서는 마찰부분과 지압부분의 저항력과 확공형 보강재의 인발 저항력과의 상관관계를 연구하기 위하여 실내에서 토조를 이용하여 모형지반을 조성하고 마찰저항과 지압에 의한 저항력을 서로 분리하여 측정할 수 있는 확공형 보강재 모형을 이용하여 실내 실험을 수행하였다. 또한 확공형 보강재의 거동과 밀접한 관련이 있는 마찰형 보강재와 지압형 보강재에 대해서도 동일한 조건에서 모형실험을 수행함으로써 확공형 보강재의 저항력에 미치는 마찰부분과 지압부분의 영향을 비교 분석 하였다. 확공형 보강재와 마찰형 및 지압형 보강재의 모형을 이용하여 동일한 지반조건에서 인발 실험을 수행한 결과 확공형 보강재에서 마찰부분과 지압부분의 상호작용이 있음을 확인 하였고, 이러한 효과를 고려하여 독립적인 마찰형 및 지압형 보강재의 인발 저항력에 감소계수를 곱한 형태의 합으로 확공형 보강재의 인발 저항력을 산정하고자 하였다. 또한 기존의 다양한 마찰형 보강재 및 지압형 보강재에 대한 자료를 확보하여 다양한 지반 조건에 대한 매개변수들의 상관성에 대한 연구(parametric study)를 수행함으로써 본 연구에서 실험을 수행하지 못한 지반조건에서의 적용성을 검토하였다. 그리고 각각의 과정에서 마찰형 보강재의 저항력과 지압형 보강재의 저항력을 보다 신뢰성 있게 산정하기 위하여 기존 연구자들의 자료와 본 연구의 실험 결과를 바탕으로 인공신경망 이론을 적용하였다.