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측방토압으로 인한 지하매설관의 거동에 대한 수치해석
학술지명 한국지반공학회 저자 김재홍,홍원표
발표일 2011-03-24

해안 연약지반을 매립후 수도관, 하수관, 전기 통신관, 공동구 등의 지하구조물을 매설하고 그 주변에 도로 등의 구조물을 축조하기 위한 성토시에 편재하중이 작용하게 되면서 연약지반에는 측방유동이나 활동파괴가 종종 발생하게 된다. 특히 성토를 빠른 속도나 고성토로 시공할 경우에는 연약지반이 측방으로 유동하고 주변지반의 융기현상이 발생하게 되어 지하매설물과 인접구조물의 안전을 위협하게 된다. 해안매립 연약지반 부지에 설치된 지하매설관의 변형이 많이 발생되는 예로는 지하매설관의 설치가 완료된 직후 매립 부지에 공동주택, 상가, 학교 등의 건축공사를 시행할 경우다. 이러한 건축공사에서는 지하 터파기로 발생한 토사를 건축공사 완료 후 되메우기용 토사로 사용하기 위하여 인접부지에 그대로 쌓아놓는 경우가 많다. 그러나 이러한 토사하중도 매립 연약지반에는 상재하중으로 작용하여 연약지반의 측방변형을 유발하게 된다(홍원표, 김재홍 등, 2010; 홍원표, 한중근, 2002).
  이와 같은 연약지반의 측방유동으로 인한 지하매설관의 변형 및 파손시에는 사회적으로 많은 불편을 초래하게 된다(Crofts 등, 1977). 따라서 연약지반의 측방유동으로 인한 지하매설관의 손상을 방지하기 위해서는 먼저 측방유동으로 인하여 지하 매설관에 작용하게 되는 측방토압의 파괴모드를 정확히 규명해야 할 필요가 있다(Vesic, 1972). 
  유한요소법에 의한 수치해석을 통하여 측방변형 지반속에 설치된 매설관에 작용하는 측방토압을 관찰하였다. 지반 속에 매설관을 설치한 후 지반에 측방변형이 발생될 수 있는 상황을 시뮬레이션하였다. 여러가지 직경과 형상의 매설관에 대하여 수치해석을 실시함으로써 이들 요인이 측방토압에 대하여 지하매설과의 거동을 파악하였다. 해석 결과,  매설관의 직경이 클수록 측방유동 연약지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방하중의 크기와 하중증가속도가 컸으며 초기지반변형에서는 측방하중이 매설관의 직경 및 형상의 영향을 적게 받지만 지반변형량이 증가함에 따라 그 영향이 크게 나타났다. 

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