계단식 보강토 옹벽의 거동에 관한 수치 해석적 연구

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본 논문에서는 중요 설계변수에 따른 계단식 보강토 옹벽의 거동 특성에 관한 연구내용을 다루었다. 이를 위해 기본적인 설계단면을 설정하고, 검증된 유한요소모델을 이용하여 상단의 이격거리 및 상${cdot}$하단 보강재의 포설길이에 대한 매개변수연구를 실시하였다. 그 결과 이격거리가 증가함에 따라 하단의 벽체 변위와 유발 인장력은 감소하는 양상을 나타냈으나, 현 설계기준에 근거한 상단옹벽 처리기준의 차이에도 불구하고 감소폭이 적어 상단옹벽의 등가상 재하중 선정 시 주의를 요하는 것으로 나타났다. 한편 보강재 포설조건의 영향에 대한 고찰 결과 상${cdot}$하단 포설길이가 증가함에 따라 각각 벽체변위는 감소하였으나 하단의 유발인장력의 경우 상${cdot}$하단의 상호작용으로 인해 오히려 증가하는 양상을 보이는 것으로 분석되었다. 그 결과를 토대로 상${cdot}$하단 보강재의 임계 길이를 산정한 결과 $D=0.25{sim}0.5H$의 이격거리 조건에 있어 상단은 $0.6{sim}0.7H$, 하단은 0.6H 정도로 나타났다. 또한 해석결과에 의한 유발인장력과 현 설계기준에 근거하여 산정한 유발인장력을 비교한 결과 현 설계기준은 하단 보강재 하부에서의 유발인장력을 과대평가하고 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 이러한 연구 결과를 토대로 현 설계기준의 타당성을 검토하였다.

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This paper presents the results of an investigation on the effects of design variables on the behavior of geosynthetic-reinforced modular block walls in a tiered arrangement using the finite-element method of numerical analysis. A parametric study was performed by varying the offset distance between the tiers and reinforcement length of the lower and upper tier using verified finite-element model. The finite-element analysis provided relevant information on the mechanical behavior of the tier wall and interaction mechanism between the upper and lower tier, which was otherwise difficult to obtain from the limit-equilibrium analysis based current design approaches. Practical implications of the findings obtained from this study in the current design approaches are discussed in great detail.

키워드

Finite-element analysis Geosynthetic-reinforced modular block wall Offset distance Reinforcement distribution

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