| 일반적으로 흙은 그 입자 자체는 고체이지만 암석이나 강재, 콘크리트 등과 같은 재료와는 달리 입자들이 서로 강하게 부착되어 있지않다. 따라서 흙은 불연속 재료로 볼 수 있으며, 이 때문에 외력과 자중에 의하여 쉽게 흩어져 파괴된다. 이와같은 흙 속에 인장력을 갖고 있는 재료를 포설하거나 삽입하여 흙의 성질을 새롭게 개량한 것이 보강토 공법의 원리이다 |
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| 보강토 공법의 원리를 이론적으로 고찰해 보기 위해 외력이 작용하였을 때의 보강토의 거동을 살펴보기로 하자. 성토층내에 보강재를 넣으면 그림 1.1에서와 같이 수직하중 에 대하여 흙은 수평으로 변위를 일으키고자 한다. 이 수평변위는 흙과 보강재의 마찰력에 의하여 억제되는 보강재가 인장력을 받게된다. 이때에 보강재가 충분히 강하면 수평변위는 없을 것이며 마찰계수가 충분히 크면에 의하여 발생하는 수평력은 보강재가 받는 인장력과 동일하계 된다.에 의하여 발생한 인장력이 양단에서 라면 인장력의 차는 이다. 만약 보강재 양면에서 발생 가능한 마찰력이 흙의 수평변위를 억제하고 있는 보강재의 인장력 보다 크다면 토립자는 보강재위에서 미끌어지지 않는다. 이와 같이 보강재와 직접 접촉하고 있는 모든 흙입자들이 보강재를 따라 미끄러짐없이 안정한 상태를 유지한다면 보강재에 인접해 있는 흙입자들은 보강재와 직접 연결되어 있는 것처럼 거동한다고 고려할 수 있다. |
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| 보강토체에 외력이 작용하면 보강재와 보강재 사이에 있는 흙입자들은 아치(Arch)형태로 외력에 저항하는 거동을 나타낸다고 알려져 있다(그림 1.2 참조). 이러한 보강토체의 거동에 의해 토체의 강도증가와 안정성 증진효과가 나타나게 된다. 최근 널리 사용되고 있는 지오그리드(geogrid)와 같은 형태의 보강재의 경우에는 위에서 기술한 마찰저항 이외에 가로방향 리브(rib)에 의한 수동저항이 발현될 수 있으므로 마찰저항 보강재(예로써, 띠형보강재, 부직포)에 비해 보다 좋은 효과를 얻을 수 있다. |
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이러한 이유로 일반 성토에서 자연안식각에 의하여 사면이 안정됨에 반하여 보강토에서는 보강재를 어떻게 삽입하느냐에 따라 원하는 안정구배의 성토를 할 수 있게 되는 것이다.
대표적인 보강토 공법으로서 전면블록을 이용한 옹벽 구조물은 일견 전면블록이 큰 토압을 받는 듯이 보이나 실제로는 국부적인 이완에의한 토압 또는 그 일부를 받을 뿐이다. | |