타이어셀로 보강된 지반의 거동에 대한 수치모델링

Abstract

본 연구에서는 타이어셀로 보강된 모래지반에 대한 평판재하시험을 유한요소법에 의해 모델링하였다. 타이어셀의 기능과 외양은 지오셀과 비슷하며 지오셀과 마찬가지로 토목구조물에서 지반보강 목적으로 사용할 수 있다. 해석결과는 모델링의 적절성을 평가하기 위해 현장 재하시험결과와 비교하였다. 두 결과의 비교로부터 유한요소해석에 의한 침하량은 극한지지력에서 실험결과와 유사한 값을 나타내었다. 모델링을 검증한 후 타이어셀의 보강깊이와 보강층 수의 변화에 대한 해석을 수행하였다. 보강효과는 보강깊이가 증가함에 따라 감소하였으며 이러한 경향은 기존의 시험결과와 유사하였다. 보강층수가 증가함에 따라 보강효과는 증가하였다. 그러나 2층 이상의 보강은 효과가 무시할 정도였다. 결론적으로 본 연구에서의 모델링 방법은 타이어셀을 사용한 지반구조물의 해석에 사용할 수 있을 것으로 생각된다.

In this research, the plate load tests on sand which is reinforced by Tirecell mat were simulated by finite element method (FEM). Tirecell mat made by waste tires has the same function and similar shape to Geocell for soil reinforcement and it can also be used for civil engineering structure. The results were compared with those of field plate load tests for evaluation of suitability of modeling method. From the comparison of both results, it can be seen that the settlements by FEM were very similar to test results with small margin under the ultimate bearing capacity. For the ultimate bearing capacities of two results, difference was very small. After the confirmation of the modelling, reinforcing effects with variation of cover depth and number of reinforcement layers by Tirecell were analyzed additionally. Reinforcing effect decreases with increasing soil cover depth, and this is similar to previous test results by soil cover depth. As the number of reinforcing layers increased, reinforcing effect increased. However at more than 2 reinforcing layers, reinforcing effect was negligible. In conclusion, the modeling method in this research might be used for analysis of reinforced structures using Tirecell mat.