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현장발생토 CLSM을 이용한 지하매설관의 변형특성
Deformation Characteristics of Underground Pipe with In-situ Soil CLSM

박재헌   (경성대학교 대학원 토목공학과UU0000115  ); 이관호   (경성대학교 건설ㆍ환경공학UU0000115  ); 조재윤   (동의공업대학 토목UU0000503  ); 김석남   (한국토지공사CC0188572  );
  • 초록

    내원형지하매설관의 경우 관의 하단부의 다짐이 매우 어렵고, 또한 다짐효율이 떨어져서 지하매설물의 안정을 저감시키고, 이로 인해 각종 파손이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 하나의 대안으로 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 유동성 채움재를 이용하는 것이다. 본 연구에서는 같은 조건에서 뒤채움재(일반모래, 방식사 CLSM, 현장발생토사 CLSM)의 종류를 변화시킨 3가지 사례에 대한 실내모형실험과 PENTAGON-3D 유한요소 프로그램을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 실내모형실험과 수치해석을 실시한 결과 뒤채움재로 유동성 채움재를 사용하는 경우에 일반모래를 사용한 경우보다 관의 수직ㆍ수평변위 및 지표면변위를 감소시키는 것으로 평가되었다. 이는 유동성 채움재의 특징 중 초기 유동성과 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움계가 굳어 강성화되고, 이것이 파형강관과의 일체화를 통한, 파형강관의 단면강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다. 그리고 뒤채움재의 종류에 따른 파형강관의 토압특성은 뒤채움재로 일반 모래를 대체하여 유동성 채움재를 사용한 경우에 관에 작용하는 수직ㆍ수평토압이 거의 0에 가까운 값으로 현저히 작아짐을 알 수 있었다. 이는 실내모형실험과 수치해석결과로부터 뒤채움재로 유동성 채움재를 사용하는 것이 지하매설관에 발생하는 각종 파손을 감소시키고, 안정성을 높이는 최선의 대안으로 판단된다.


    During the construction of circular underground pipe, the non-proper compaction along the pipe and the decrease of compaction efficiency have been the main problems to induce the failure of underground pipe or facility. The use of CLSM (controlled low strength materials) should be one of the possible applications to overcome those problems. In this research, the small-scaled model test and the numeric analysis using PENTAGON-3D FEM program were carried out for three different cases on the change of backfill materials, including the common sand, the soil from construction site, and the CLSM.. From the model test in the lab, it was found out that the use of CLSM as backfill materials reduced the vertical and lateral deformation of the pipe, as well as the deformation of the gound surface. The main reason for reducing the deformation would be the characteristics of the CLSM, especially self-leveling and self-hardening properties. The measured earth pressure at the surround of the corrugated pipe using the CLSM backfills was smaller than those in the other cases, and the absolute value was almost zero. Judging from the small-scaled model test and FEM analysis, the use of CLSM as backfill materials should be one of the best choices reducing failure of the underground pipes.


  • 주제어

    Backfill materials .   CLSM .   Numeric analysis .   Small - scaled model test .   Underground pipe or facility.  

  • 참고문헌 (15)

    1. 유동성 뒷채움재로 사용하기 위한 플라이에쉬-폐주물사 혼합재료의 특성 연구 , 이관호;이인모;조재윤;윤여준 , 한국지반공학회 1999년도 정기 봄학술발표회 / v.,pp.489-496,
    2. 유동특성을 이용한 폐주물사 혼합물의 옹벽둣채움재 연구 , 조재윤;이관호;이인모 , 한국지반공학회 / v.16,pp.17-30,
         
    3. 한국건설기술연구원 , 파형강판의 설계기준 및 시공지침에 관한 연구 / v.,pp.29-106,
    4. Retaining Wall Model Test with Waste Foundry Sand Mixture Backfill , Lee,K.;Cho,J.;Roudgo,S.;Lee,I. , ASTM Geotechnical Testing Journal / v.24,pp.401-408,
    5. Evaluation of Flowable Fly Ash Backfill Part1: Static loading , Peindl,R.D.;Lanardhanam,R.;Burns,F. , ASCE / v.118,pp.449-463,
    6. Underground Conduits , Spangler,M.G. , Transaction ASCE / v.113,pp.,
    7. 폐주물사 혼합재를 이용한 유동성 뒤채움재의 지반공학적 적응성 연구 , 조재윤 , 공학박사, 고려대학교 토목환경공학과 / v.,pp.130,
    8. 금속 폴리에틸렌 복합관의 뒤채움하중에 관한 연구(Ⅰ) , 정진호 , 대한토목학회지 / v.18,pp.609-624,
    9. Pemeability of Flowable Slurry Materials Containng Foundry Sand and Fly Ash , Naik,T.R.;Singh,S.S. , ASCE / v.123,pp.446-452,
    10. 파셩강판 지중구조물의 거동특성에 관한 연구 , 육정훈 , 한양대학교 공학 석사 학위 논문 / v.,pp.,
    11. Young,O.C.;Trott,L.I. , Buried Rigid Pipes / v.,pp.,
    12. 실규모 현장시점을 통한 원형 지중강판 구조물의 거동 분석 , 조성민;이종구;김명모 , 대한토목학회논문집 / v.23,pp.47-58,
    13. 폐주물사를 이용한 유동성채움재의 절토구간 옹벽 뒤채움시 사일토 토압 및 토압경감효과 연구 , 이관호;조재윤;조윤호 , 한국도로포장공학회논문집 / v.4,pp.19-32,
         
    14. Bulson,P.S. , Buried Structures (Static and Dynamic Strength) / v.,pp.,
    15. 과형강판 지중구조물의 토피고 및 이격거리에 관한 연구 , 박응호 , 한양대학교 공학 석사 학위 논문 / v.,pp.,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (13)

    1. Oh, Gidae ; Kim, Daehong ; Lee, Daesu ; Kim, Kyoungyul ; Hong, Sungyun 2009. "Behavior of Flexible Pipes with the Accelerated Flowable Backfill Materials Using Surplus Soil for Underground Power Utilities" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 10(7): 33~41     
    2. Lim, Yu-Jin ; Park, Jae-Beom 2009. "Substructure Evaluation of Pavement due to Excavation and Recompaction Sequences for Pipe Installation" 한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, 11(2): 239~247     
    3. Hyun, Hogyu ; Kim, Hyungi ; Chun, Byungsik 2010. "Characteristics of the Freezing and Thawing for Controlled Low-Strength Material Using Pond Ash" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 11(7): 51~56     
    4. Kim, Youngil ; Jee, Sunghyun ; Chun, Byungsik 2010. "A Study on the pH Reduction of Controlled Low Strength Material with Coal Ash" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 11(9): 39~45     
    5. Oh, Gidae ; Kim, Daehong 2010. "Thermal Resistant Characteristics of Flowable Backfill Materials Using Surplus Soil for Underground Power Utilities" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 11(10): 15~24     
    6. Kong, Jin-Young ; Kang, Hyoung-Nam ; Chun, Byung-Sik 2010. "Characteristics of Uncofined Compressive Strength and Flow in Controlled Low Strength Materials Made with Coal Ash" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, 26(1): 75~83     
    7. Nam, Seunghyeok ; Chae, Hwiyoung ; Chun, Byungsik 2011. "The Study of Deformation Characteristics into Landfill and Underground Pipe using CLSM" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 12(9): 27~33     
    8. Lee, Seungjun ; Lee, Jonghwi ; Chae, Hwiyoung ; Chun, Byungsik 2011. "Flow and Strength Characteristics of the Lightweight Foamed CLSM(Controlled Low-Strength Materials) with Coal Ash" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 12(10): 73~82     
    9. Lim, Yu-Jin ; Park, Jae-Bum ; Hwang, Jung-Kyu 2011. "Comparison of Substructure Stiffness Evaluation Techniques under Pavement in Sequences of Construction of Pipe Installation" 한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, 11(6): 183~189     
    10. Kong, Jin-Young ; Jung, Hyuk-Sang ; Cho, Sam-Deok ; Kim, Ju-Hyong ; Hyun, Jae-Hyuk ; Chun, Byung-Sik 2012. "Evaluation on Field Application of Controlled Low-Strength Materials Made of Coal Ash in Reclamation Site" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, 28(12): 27~39     
    11. 2012. "" 한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, 12(5): 510~517     
    12. Chae, Deokho ; Kim, Kyoungo ; Shin, Hyunyoung ; Cho, Wanjei 2014. "Dynamic Characteristics of Liquidity Filling Materials Mixed with Reclaimed Ash" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 15(4): 5~11     
    13. Kim, Khi-Woong ; Park, Jeong-Jun ; Han, Byung-Kwon 2014. "Applicability of Solidified Soil as a Filling Materials in the Drilling of the Bored-precast Pile" 한국토목섬유학회 논문집 = Journal of the Korean Geosynthetics Society, 13(2): 21~29     

 저자의 다른 논문

  • 박재헌 (2)

    1. 2003 "유동성 채움재를 이용한 지하 매설관의 변형특성 연구" 한국도로포장공학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Pavement Engineers 5 (2): 25~35    
    2. 2006 "파형강관을 이용한 지하매설물용 뒤채움재 설계 및 시공성 평가" 한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering 8 (2): 63~74    
  • 조재윤 (2)

  • 김석남 (4)

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