캔틸레버 옹벽의 거동에 대한 수치해석적 연구

Numerical Analysis on Behavior of Cantilever Retaining Walls

  • 장인성 (서울대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 정충기 (서울대학교 공과대학 토목공학과, 서울대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 김명모
  • 발행 : 1996.08.01

초록

현재 옹벽해석에 사용되는 Rankine이나 Coulomb의 토압산정방법은 벽체 뒤의 토사가 파괴상태에 도달하였다는 가정조건에 근거하고 있으며, 이를 위해서는 충분한 횡방향 변위가 발생하여야 한다. 최근의 현장시험 등을 통한 많은 연구에서는 옹벽에 작용하는 수평주동토압이 Rankine이나 Coulomb의 토압보다 크게 나타나고 있음을 보여주고 있으며, 이는 발생 수평변위량과 밀접한 관계가 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 Drucker Prayer의 지반구성모델을 이용한 유한요소해석을 통하여 캔틸레버식 옹벽의 벽체 지주와 가상배면에 작용하는 수평주동토압을 발생변위와 함께 분석하였으며, 아울러 경사진 뒤채움이 수평주동토압에 미치는 영향도 검토하였다. 그 결과 옹벽에 작용하는 수평주동 토압은 발생변위와 밀접한 관계가 있으며, Rankine과 Coulomb의 방법은 작용수평주동토압을 과소평가하고, 경사진 뒤채움의 수평주동토압증가효과도 과소평가함을 확인하였다. 그리고 본 해석결과를 토대로 수평주동토압을 간편하게 산출할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다.

Current methods to estimate the earth pressure for retaining wall analysis are based on Rankine or Coulomb approaches, in which the soil mass behind wall is assumed to reach to failure state with sufficient lateral movements. Some of recent research works carried out by field measurements reveal that the active earth. pressures by Ranking or Coulomb method are underestimated. It means that the lateral movements of wall and soil would not be mobilized enough to reach the failure state. In this study, the finite element method with Drucker -Prager model for soil is employed to investigate the behavior of concrete cantile,tier retaining wall, together with the influence of inclined backfill. The results indicate that the earth pressures on the retaining wall are strongly related to the mobilized lateral movements of wall and soil and that Ranking and Coulomb methods underestimate the resultant earth pressures and the increasing effect on earth pressure by inclined backfill. Based on this study, a simplified method to determine to earth pressures on cantilever retaining wall with horizontal backfill is proposed.

키워드

참고문헌

  1. 한국지반공회지 v.11 no.2 역 T형 옹벽에 뒤채움 다짐으로 유발된 횡토압의 현장계측 정성교;이만렬;정진교
  2. Journal of Soil Mech Found. v.97 no.12 Finite element analyses of retaining wall behavior Clough,G.W.;Duncan,J.M.
  3. Transportation Research Record, No. 517 Field Measurements of Lateral Earth Pressures on a Cantilever Retaining Wall Coyle,H.M.(et al.)
  4. Journal of Geot. Eng. v.102 no.GT5 Earth Pressure on Precast Panel Retaining Wall Colye,H.M.;Bartoskewitz,R.E.
  5. Principles of Foundation Engineering Das,B.M.
  6. Quart Appl. Math v.10 no.2 Soil Mechanics and Plastic Analysis or Limit Design Drucker,D.C.;Prager,W.
  7. Journal of Geot. Eng. v.119 no.11 Behavior of Cantilever Retaining Walls Goh,A.T.C.
  8. ABAQUS manual(Version 5.2) Hibbit;Kalsson;Sorensen
  9. NAVFAC Design Manual DM-7.2 Foundation and Earth Structures Department of the Navy, Naval Facilities Engineering. Comm.
  10. Soil mechanics(USSR) no.4 Experimental investigation of the pressure of a loose medium on retaining wall with a vertical backface and horizontal backfill surface Tsagreli,X.N.
  11. Technical Engineering and Design Guides as Adapted from the US Army Corps of Engineers no.4 Retaining and Flood walls US Army Corps of Engineers