기술 문서: 토목섬유로 강화된 낙석 보호 제방의 최적화된 설계를 위한 프레임워크, 2부

작성자: 독립 토목 공학 컨설턴트 Pietro Rimoldi와 Tailor Engineering의 독립 토목 엔지니어 Nicola Brusa

설계 절차의 가장 중요한 부분이자 가장 개발이 덜 된 부분은 산허리의 침투 깊이와 계곡 쪽의 돌출 길이를 평가하는 설계 영향의 동적 분석과 관련됩니다.

사용 가능한 전체 규모 테스트, 수치 모델 및 기존(잘못된) 설계 방법(GE 2023년 1월/2월)에 대한 이전 섹션을 참조하여 저자는 강화 토양 낙석 보호 제방(RS-RPE)의 최적화된 설계를 위한 다음 프레임워크를 제안합니다. ) 동적 충격 모델링을 통해.

프레임워크는 다음 증거를 기반으로 합니다.

그러한 증거는 다음과 같은 합리적인 가정으로 해석됩니다.

E0 = ½ Vm · (γm / g) · vb2 (1)

여기서 Vm은 바위의 부피(직경 D의 구 또는 크기 D의 입방체로 가정), γm은 바위의 단위 중량, vb는 바위의 설계 충격 속도, g는 중력 가속도입니다. .

상류 면의 압축 구역에 대해 다음과 같은 가정이 이루어졌습니다.

하중 분산 각도 α 및 표면 계수 Cg의 값은 고려 중인 것과 유사한 구성의 RS-RPE에 대한 전체 규모 충격 테스트 결과로부터 평가되어야 합니다.

α 및 Cg를 설정하는 또 다른 방법은 여기에 제시된 프레임워크를 사용하여 고려 중인 특정 시스템에 대한 알려진 영향의 역계산을 수행하는 것입니다. 여기서 매개변수는 현실적인 초기 값에서 시작하여 시행착오를 통해 수정됩니다.

특정 전체 규모 테스트 또는 알려진 충격 이벤트를 사용할 수 없는 경우 표 1과 2의 기본값이 제안됩니다. 표 1에서 하중 확산 각도 α는 철근 레이아웃(비보강 RPE, 횡단 철근이 있는 RS-RPE)에 따라 달라집니다. 확산 원뿔의 높이 D 내에서 보강 층의 수 NG(그림 10(a) 참조) 및 보강 유형(지오그리드와 같이 토양 연동을 허용하는 개방형 메쉬 포함) 강철 와이어 메쉬 또는 직조된 지오텍스타일이나 지오스트립과 같은 개방형 메쉬가 없는 것). 표 2에서 외장 계수 Cg는 외장 시스템의 쿠션 용량에 따라 달라지며, 여기서 단순 랩 어라운드 외장 시스템은 Cg = 1.0으로 가정됩니다.

참고: 확산 각도 α 값 또는 직면 계수 Cf 값에 대한 실험적 증거가 있는 경우 표 1과 2의 기본값을 수정할 수 있습니다.

이전에 나열된 가정을 고려하여 Carotti et al.이 제시한 방법에 따라 상류 면의 침투 깊이를 계산할 수 있습니다. (2000)은 완전 비탄성 충격 이론을 바탕으로 점성 댐퍼와 스프링(그림 12)을 특징으로 하는 1-DOF(1 자유도) 진동자로 구성된 집중 질량 모델을 통해 변형을 겪습니다. 각주파수 Ω의 사이클. 1-DOF 발진기의 덩어리 질량 m은 이전에 식별된 원뿔에 포함된 토양의 질량 ms(그림 10 (a) 및 (b) 참조)에 바위의 질량 mm를 더한 것입니다. 질량 ms와 mm는 각각의 무게 Ws와 Wm을 중력 가속도 g로 나눈 값과 같습니다. 그림 10(a)와 같이 오르막측 지반 변형에 의해 흡수된 에너지 Ep와 전달된 에너지 Es(내리막 돌출을 생성함)를 계산하는 방정식은 다음과 같습니다.

E0 = Ep + Es = Ep + E0 · Es / E0 (2)

Es / E0 = mm / (mm + ms) = Wm / (Wm + Ws) (3)

가중치 Wm은 위험 분석의 입력 데이터인 반면, 가중치 Ws는 문제의 기하학적 구조로부터 쉽게 계산할 수 있습니다(그림 10 (a) 및 (b) 참조).