사면안정

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사면안정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

후 초기 하중까지 하중을 재하하고 재차 재하한다. 각 반복주기의 최대 하중은 단계적으로 증가시키는 것으로 하고 싸이클의 수는 5-10단계로 한다.
계획최대 하중은 설계 앵커력의 1,3배를 기준으로 하고 시험앵커의 상정극한인발력에 대응시키는 것으로 하여 결정한다. 계획 최대하중까지 재하해도 극한인발력을 확인할수 없는 경우에는 초기하중까지 제하한 후에 인발될때까지 재하한다. 단, 안전을 확보하기 위해 인장재의 항복하중의 90%이상의 재하는 하지 않는 것으로 한다. 측정항목으로서 , 재하하중, 앵커 두부변위량(2점계측에 의한 평균치) 반력장치의 변위(수압판의 4귀의 계측에 의한 평균치), 재하속도및 하중재하 시간등을 측정한다.
4)암석시험
암석 시험은 지압형 앵커공법의 폐쇄 구간장을 결정하기 위하여 행해진다. 지압형 앵커공법의 장점의 하나는 인발시험을 실시하지 않아도 앵커장을 결정할수 있다는 점이다. 이것은 정착암반의 일축압축강도를 구하면 많은 시험시공의 결과에 의해 설계지압 강도가 구해진다. 또한 정착암반의 내부 마찰각 및 포아송비가 얻어지면 폐쇄 구간장을 구할수 있다.
5)앵커의 배치
앵커의 계획위치를 검토할 때 고려하여야 할 사항은 앵커하부 경사면의 안정여부, 앵커의 상부사면의 활동여부, 활동면과 인장재가 이루는 각도가 효과적이고 경제적인지 여부등을 들수 있다. 앵커의 시공위치가 지반활동사면의 하부지점이라면 하부사면의 단독활동의 위험은 없으나 지압판의 상부쪽으로 지반활동이 발생할 염려가 있다.
이러한 지압판 상부 지반활동의 검토는 지압판 상류끝 b로부터 수평선에 대하여 하향으로 45도-/2각도의 수동파괴선을 그리고 면 AB‘B에 대한 지반활동 안정해석을 행하고 상부사면의 안전율이 필요한 목표 안전율에 미달하면, 지압판의 위치는 상류측에 이동하여 만족한 결과가 얻어질때까지 계산을 반복해서 안전을 확인한다. 활동면과 인장재가 이루는 각도가 효과적이고 경제적인가의 측면은 소요의 설계 앵커력을 얻기 위한 최소의 앵커장을 구하기 위한 검토이다.앵커 지반 활동면과 이루는 각도 90-(θ-a)가 작을수록 지반활동력에 대해서 반대방향으로 작용하는 힘(Pr)이 크게 되며 억지 효과가 높아진다. 그러나 이 각도가 작을 수록 앵커장도 크게 되므로 반드시 경제적이라 할수 없다. 앵커 공사비의 대부분은 보링 경비이며, 앵커장이 커지면 인장재도 길고 공사비가 증가하므로 이검토는 앵커공법의 설계에 있어서는 필요하다. 앵커 1본당 설계 앵커력과 설치 간격 결정시 설계 앵커력을 크게 하려면 시공간격을 크게 함으로서 경제적으로 되나, 마찰형 앵커의 경우는 정착장이 길게 되어 설계가 불가능한 경우가 있다. 그러므로 지압형 앵커의 경우는 허용인장력이 큰 재료를 선정하여 그에 대응하는 앵커체 및 천공사양을 선정해야하지만, 이때 지압벽에 문제가 생긴다. 즉, 지압벽의 면적을 크게 할 필요가 있으나, 앵커 간격을 일정하게 하면 장변을 크게 하지 않으면 안되고 장변을 크게 하면 앵커력은 등분포하중으로 작용하지 않고 부등침하와 응력집중에 의해 지압벽이 파괴하는 위험이 발생한다. 또한 대규모의 지반활동으로 추력이 클 경우에는 앵커간격을 작게 해야 하나, 앵커를 상호 접근시켜 동시에 인발하면 단독으로 타설한 앵커에 비해 1본당의 극한인발력은 저하한다. 이때 저하하는 정도는 앵커체의 근접정도 뿐만 아니라 정착지반의 강도와 층리, 앵커체의 정착심도, 앵커체의 직경, 길이등에도 관련되는 복잡한 문제가 된다. 하지만 앵커의 최소간격은 유럽에서는 1.5-2.5m로 하고 있으며, 일본의 경우 1.5-3m 미만으로 하고 있으나, 실제로 2m로 하는 경우가 많다. 그러므로 지반활동력이 클 경우에는 설계 앵커력을 크게 하거나 복수열의 앵커의 배치에 대하여 검토가 필요하다.
6)설계 앵커력의 결정
연직선에 대한 앵커의 타설각을 θ, 앵커의 인장력을 P로 하고 지반활동면의 경사각을 a로 하면 지반활동면에 평행한 방향과 연직방향에 대한 P의 성분 Pt,Pn은 다음과 같이 표현된다.
Pt=Pcos[90-(θ-a)]=Psin(θ-a)
Pn=Psin[90-(θ-a)]=Pcos(θ-a)
Pt는 활동방향에 대해서 반대방향으로 작용하고 θ-a 가 클수록 크다. 이 성분은 활동이 발생하는 단계에서 유효화 되고, 지반활동에 대해서 억지력을 작용한다. Pn의 효과는 P 가 수압판을 사이에 두고 지반의 아치작용에 저항하여 활동면까지 이르렀을때 비로서 유효화한 것으로 매우 얕은 활동의 경우를 제외하고는 일반적으로 효과를 기대할수 없다.
Pn은 안정해석시의 분자항에 가산되고 Pt는 분모항에서 공제되므로 Pn,Pt 모두 유효하다면 이로 인한 계산상의 안전율의 상승은 크게 된다. P가 가해진 상태에서 수압판의 침하는 시간에 따라 진행하고 하중의 저하가 발생한다. Pn을 기대하는 설계라면 수시로 재긴장을 할 필요가 있고 유지 관리면에서 곤란하므로 일반적으로 Pn 항을 계산에서 제외시킨다. 이상에서 앵커 부담하중 P는 사용하는 안정해석식에 의해 다음과 같이 된다.
①Fellenius 및 Bishop의 안정해석에서 앵커 부담하중
P=[(F-F0)/f]*cosec(θ-a)*∑T
여기서 ∑T=∑Wsina
F0=∑S/∑T 초기 안전율
F=∑S/(∑T-R) 목표안전율
∑W:안정해석에 있어서 활동하는 토괴 중량의 합
∑T:안정해석에 있어서 활동력의 합
∑S:안정해석에 잇어서 활동저항력의 합
R=Pt=P*sin(θ-a)
②Janbu의 안정해석에서 앵커 부담하중
P=[(F-F0)/F]*cosec(θ-a)*cosa*[∑T+Q]
여기서, ∑T=∑W*tana
F0=f0∑S/(∑T+Q)초기 안전율
F=f0∑S/(∑T+Q-R)목표 안전율
Q: 관두부균열에 충진하고 있는 물로 인한 수평수압등의 수평외력
f0:수정계수 ≒[50d/L]^1/33.6;단, d/L0.02일때 f0=1
L:시작부와 관두부 균열심도의 지점을 연결하는 직선길이
d:L 과 L에 평행한 활동면에 접하는 직선과의 사이의 거리
BishopEh는 Janbu의 식을 사용할 때 안정해석식 양변에 목표안전율(F)의 포함여부에 따라서 위에서 구한 P를 각각의 식에 대입하고 이 P를 가지고 목표 안전율F가 확보되는지를 재확인한다.

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사면,   토목,   해석,   안정해석,   자격증,   리포트,   공학,   자료