기술 문서: 토목섬유로 강화된 낙석 보호 제방의 최적화된 설계를 위한 프레임워크, 1부

작성자: Pietro Rimoldi(독립 토목 공학 컨설턴트) 및 Nicola Brusa(Tailor Engineering의 독립 토목 엔지니어)

이 기술 논문에서 저자는 토목섬유 강화 토양 낙석 보호 제방(RS-RPE)의 최적화된 설계 방법을 위한 프레임워크를 제안합니다.

기하학, 토성토 재료, 제방 건설, 다양한 보강 옵션, 흙과 보강재 사이의 상호 작용, 지반의 동적 거동으로 인해 일관된 설계 절차가 아직 개발되지 않았습니다.

현재 동적 영향을 받는 강화된 제방에 대한 설계 규정이나 지침은 여전히 ​​다소 모호하며 가정된 데이터에 기초하고 있으며 대부분은 지반공학 분야 외부에서 나온 것입니다. 이 주제에 대한 구체적인 연구는 많지 않으며 설계자에게 간단하고 실행 가능한 설계 방법을 제공할 만큼 견고한 분석 공식도 입증되지 않았습니다.

저자는 이 논문이 RS-RPE에 대한 고에너지 영향과 관련된 현상에 대한 포괄적인 분석을 제공할 수 있다고 믿습니다. 본 논문의 목적은 설계 영향, 제방 구성 및 보강 옵션 측면에서 실질적인 관심이 있는 모든 상황에 적용할 수 있는 RS-RPE의 최적화된 설계를 위한 프레임워크를 개발하는 것입니다.

이 기사에서 저자는 다양한 유형의 충격, 낙석 이벤트 유형, 궤적 분석, 충격 질량, 속도 및 에너지의 통계적 정의를 설명하지 않고 순전히 RS-RPE 설계에만 중점을 둡니다. 주어진 중요한 영향.

1부에서는 RS-RPE에 사용할 수 있는 현재 설계 방법 및 지침에 대한 비판적 검토를 소개하고 RS-RPE에 대한 바위 충격 메커니즘을 식별하기 위해 문헌에서 사용할 수 있는 전체 규모 테스트 연구 프로그램에 대한 분석을 소개합니다. 그리고 구조물의 성능에 대한 오르막 방향 시스템의 기여. 따라서 본 논문에서는 제안된 설계 절차를 제시하고 설계 흐름도를 통해 자세히 설명합니다.

GE의 다음 호 2부에서는 저자들이 고에너지 암석 충격을 받는 RS-RPE의 독창적인 설계 방법을 제시할 예정입니다. 완전 비탄성 충격을 고려하면, 오르막면에 압축 변형(화구)을 생성하는 충격 에너지와 계곡 쪽으로 전파되어 내리막면의 돌출을 생성하는 잔류 에너지를 계산할 수 있습니다. 잔류 충격 에너지는 확산 각도 α에 의해 충격 발자국에서 측면으로 갈라지는 확산 원뿔에서 전파되는 것으로 가정되며, 상단과 하단에서 원뿔은 충격 발자국에 접하는 수평 표면에 의해 제한됩니다. 외장 시스템이 제공하는 오르막 압축 변형에 대한 저항은 외장 시스템 자체의 에너지 흡수 용량에 비례하는 경험적 요인을 통해 고려됩니다. 내리막 압출에 대한 저항은 토양의 직접적인 전단 저항과 확산 원뿔에 포함된 보강층의 인발 저항에 의해 제공됩니다. 충격 에너지와 전체 변형(오르막 + 내리막)으로부터 RS-RPE 구조에 대한 충격으로 인해 발생하는 수평 힘을 계산할 수 있습니다. 이 힘은 전역, 외부 및 내부 안정성 조건을 확인하는 데 사용됩니다.

산과 언덕이 많은 지역에서는 빠르고 파괴적인 낙석으로 인해 인프라와 사람들이 위협을 받는 경우가 많습니다. 떨어지는 바위는 최대 30m/s의 매우 빠른 속도를 가질 수 있지만 이러한 이벤트에는 하나 이상의 암석 조각의 복잡한 움직임 패턴(예: 분리, 추락, 구르기, 미끄러짐 및 튀는)이 포함됩니다(Peila et al, 2007).

낙석 보호 제방(RPE)은 낙석 사고로부터 사람, 구조물 및 인프라를 보호하기 위한 안전한 조치임이 입증되었으며(그림 1) 전 세계에서 사용되고 있습니다.

RPE는 비보강 또는 강화 토양 제방으로 건설할 수 있으며 중간에서 높은 충격 에너지(1,000kJ~30,000kJ)를 흡수하도록 설계되었습니다. 특성에 따라 이러한 구조는 여러 번의 충격을 견딜 수 있습니다.