입상재료의 지오셀 보강효과 분석을 위한 재료모형 거동연구

Abstract

지오셀은 지반재료의 보강을 위한 효과적인 도구중의 하나이다. 본 연구에서는 도로포장구조의 보조기층으로 사용되는 입상재료의 지오셀 보강효과를 이론적으로 고찰하였다. 이를 위해 원통형 지오셀로 보강된 입상재료의 거동을 모사할 수 있는 수학적 모형을 정식화 하였으며, 수치적 해석을 위해 MATLAB 프로그램 코드를 개발하였다. 지오셀이 보강된 입상재료의 역학적 거동 영향인자로서 지오셀의 탄성계수(<TEX>$E_G$</TEX>=800, 1600, 2400 MPa), 지오셀의 반지름(R=50, 100, 150, 200 mm), 지오셀의 두께(t=1.2, 2.4, 3.6mm)를 설정하였다. 수치적 해석결과를 바탕으로 지오셀의 보강효과는 지오셀의 탄성계수와 두께가 증가하고, 지오셀의 반지름이 감소할수록 그 효과가 증가하며, 동시에 채움재인 입상재료의 재료적 비선형성으로 인해 보강효과의 증가가 비선형적임을 알 수 있었다. 특히, 입상 채움 재료의 응력상태가 낮은 경우가 응력 상태가 높은 경우에 비해 지오셀 보강효과가 상대적으로 더욱 뚜렷한 것을 알 수 있었다. Geocell is one of the effective tools for reinforcing geotechnical materials such soil, sand, and so on. In this study, we investigated the reinforcing effect of geocell on unbounded granular material (UGM), which is used for subbase of pavement structures. For this purpose, a mathematical model for UGM reinforced with cylindrical geocell was formulated. A MATLAB program code for the mathematical solution was developed. In oreder to investigate the reinforcing effect of geocell on the UGM, a parametric study was conduced using the MATLAB code. The parameters used for the study were Young's modulus of geocell(<TEX>$E_G$</TEX>=800, 1600, 2400 MPa), radius of geocell(R=50, 100, 150, 200 mm), and thickness of geocell(t=1.2, 2.4, 3.6 mm). The results showed that the reinforcing effect increased with the increase of Young's modulus and the thickness, and with the decrease of the radius. In addition, lower stress level showed a better reinforcing effect of geocell compared to higher stress level in terms of relative strain reduction ratio.