전단각도변화에 따른 보강토체의 전단특성

초록

현재까지 보강토 관련 구조물에 대한 여러 연구결과에 의하면, 구조물의 파괴 또한 일반적인 토구조물의 경우와 갗이 파괴토체(Failing Soil Wedge)의 존재로 인해 보강토 구조물의 파괴가 수반되며, 그러한 파괴토체가 보강내역내에 존재하면 이를 내부파괴(Internal Failure), 일부 보강영역을 벗어나 존재하면 외부파괴(External Failure)라고 알려져 있다. 이러한 파괴유형 중 내부파괴는 파괴면이 사면 선단을 통과하는 특성을 가지고 있으며, 보강토 관련 구조물의 최적 설계 및 시공을 위해서는 보강토체내 파괴토체(Failing Soil Wedge)에 의해 발생하는 보강재의 파단파괴와 인발파괴에 대한 적정한 내적 안정성 평가가 요구된다. 이러한 요구에 의해 보강토 거동을 보다 현실적으로 규명하기 위해 보강재 종유, 물성 및 구속압 등 다양한 변수에 대해서 축소모델, 실물대형 실험등 다양한 실험기법을 도입하고 있다. 흙-지오그리드의 상호거동은 일반적으로 직접전단시험이나 인발시험을 통해서 파악되어져 왔으며, 전자는 허용전단저항을 후자는 인발에 대한 지오그리드의 부착저항(Bond Capacity)을 결정하게 된다. 하지만 전술한 직접전단시험으로는 심도에 따라 파괴면과 보강재가 이루는 임의의 각도 (이하 전단각이라 정의)의 변화에 따른 전단특성을 모하할 수가 없다. Jewell(1980), Bauer & Zhao(1993)는 이러한 가상활동면(Potential Sliding Surface) 과 임의의 전단각을 이루는 지오그리드의 거동을 평가하기 위해서 보강재를 수평면에 대해 경사지게 배치한 수정직접전단시험을 수행하였다. 본 논문에서는 시제 보강토체 내부에 발생한 파괴토체의 심도에 따른 활동면에서의 전단거동을 모사하기 위하여 보강재를 수평으로 배치하고, 보강재에 대해서 전단각을 변화시킬수 있는 대형직접전단시험기를 개발하였다.