강타 교란 하 자갈 토 사면의 동적 반응 및 미시 메커니즘

MA Yaoyu ,  

XIE Qiang ,  

XUE Xiaoqiang ,  

XU Yongping ,  

SU Hao ,  

摘要

강타법은 깊은 기초를 효율적으로 처리할 수 있어 산악지대 매립 기초 처리에 널리 사용된다. 그러나 산악 매립 기초는 매립 사면이 형성되기 쉽고, 매립토는 입자 분포가 고르지 않은 자갈 토양인 경우가 많아 강타 동적 하중이 사면 붕괴를 유발하여 시공 안전에 위협이 된다. 따라서 동적 반응 법칙과 파괴 메커니즘을 명확히 하는 것이 긴요하다. 이를 위해 현장 감지-3D 스캔-이산 요소 시뮬레이션 협동 연구가 수행되었다: 현장 감지를 통해 강타 동적 반응 데이터를 수집하고 3D 스캔으로 자갈 형상을 구성하였으며, 이산 요소법(DEM)을 기반으로 PFC3D 수치 모델을 구축하였다. 자갈 입자 형태가 기초 사면 반응에 미치는 영향을 고려하여 형상 보정 계수 η를 도입해 입자 파쇄 강도 기준을 최적화하고, 입자 파쇄 메커니즘을 결합한 강타 교란 모델을 구축하였다. 연구 결과 강타 구역과 사면 구역의 거시·미시 동적 반응 법칙을 규명하였다: 강타 구역 표층 토양은 입자 압착 다짐으로 공극률이 감소하고, 사면은 점진적 파괴를 나타내어 경사각이 45°에서 20°로 감소하며, 사면 정상 변위장은 3단계 형태 변화를 동기적으로 겪는다; 정상은 인장 변형으로 공극률이 증가하고 사면 하단은 압착으로 공극률이 감소한다; 에너지 분석을 통해 본질을 밝혀내었으며, 입자는 충격 시 먼저 "압착 다짐" 단계를 거쳐 "활주·전단" 단계로 진입하고, 두 단계가 함께 사면 파괴를 촉진한다.

关键词

강타; 자갈 토 사면; 동적 반응; 파괴 모드

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