사일로 토압 - 흙막이 배면 토사의 폭이 좁은경우

흙막이 벽에 인접하여 이웃건물의 지하가 있어서 배면의 토사의 폭이 좁은 경우가 있다. 이러한 경우는 보통의 경우보다 작은 토압이 작용한다.
아래로 향하는 토사의 중량이 토사와 흙막이 벽체 사이의 마찰, 또 토사와 배면 건물의 지하벽면사이의 마찰에 의하여 감소한다. 수직력이 감소하면 수평방향의 토압도 감소하므로 토압이 경감되게 된다.
이러한 현상은 원통으로 생긴 사일로의 벽면에 작용하는 횡압과 비슷하게 작용하며 이렇게 경감된 토압을 산정하는 몇가지 방법이 제안되었다.
그 중에서 Janssen(1895)이 제안한 방법을 소개 한다.

      참고문헌
      Narrow backfill lateral earth pressure
     (Ahmad Al-Hassan, Izzat Katkhuda, and Amjad Barghouthi)
      Arab Center for Engineering Studies (ACES)

   

양변을 r z 로 나누면 토압계수가 얻어진다.

과재하중이 있을 때 전체 토압은 다음식으로 계산되며 과재하중의 영향은 두번째 항이다

다음 그림은 계산예이다. 첨부 파일에 계산 프로그램이 있으므로 해당되는 조건을 입력하여 토압을 계산할 수 있다. 식에서 토압계수 k는 강성벽체일 때 정지토압계스 ko를 쓰며 흙막이벽에서는 주동토압계수 ka를 쓴다. 토압계수 프로그램은 첨부된 파일의 압축을 풀어 사용하면 된다.

이와 같은 계산 결과로 부터 sunex 에는 다음과 같이 EARTH_PRESSURE 로 입력 할 수 있다.
step 1 에 있는 EARTH_PRESSURE 에 이미 suncharge가 가산 되어 있으므로 surcharge는 별도로 입력하지 않는다.

   PROJECT  SILO EARTH PRESSURE
   UNIT    kN

   SOIL   1   FILL
      18       8       0       25     16070       0         25     16070
      2   DEPOSITED SOIL ( Sand)
      19       9       0       25     16070       0         25     16070
      3   DEPOSITED SOIL(sandy Gravel)
      19       10      0       30     33820       0         30     33820
      4   WHEATHERED SOIL
      20       10      15      30     33820       15        30     33820
      5   WHEATHERED ROCK
      21       11      30      33     44820       30        33     44820

   PROFILE   1    4         1      1
      2    7.8       2      2
      3    12        3      3
      4    13.5      4      4
      5    23.5      5      5

   VWALL     1     13.3     .02425     .000386     2.1E+08     1     1     1     0     0

   STRUT   1    0.5     0.02396      12     2.5     100     0     0     45
      2    3.5     0.02396      12     2.5     200     0     0     45
      3    6       0.02396      12     2.5     200     0     0     45


   SLAB   1     8.8     0.9       25        0

   WALL   1     8.8       4.92           0.5            0
      2     4.92      2.5            0.5            0
      3     2.5       0.5            0.5            0

   Division    0.5
   Solution    0
   Output      2
   NoteMode    0
   MINKS       0
   GAP         1.3
   ECHO

   STEP  1  굴착(1.0m)
      * SURCHARGE 10.00 0.00
      LOAD  10  2  50  10  50   1
      GWL 7.18 7.18 10.0
      EARTH_PRESSURE  0 4.1 1.3 12.5 2.6 19.4 5.2 29.9 9.1 39.6 13 45.1
      EXCAVATION 1.0

   STEP  2  버팀1단 설치 및 굴착(4.0m)
      const strut 1
      EXCAVATION 4.0
   .
   .