Abstract
Box culvert has long since been used for various purposes , water and sewerage works, communication and electricity facilities, subway, railway, etc. In urban area, the construetion of box culvert generally consists of excavation-installation of the culvert-backfill. However, the existing design methods for earth pressure on the box culvert do not take into account the excavation(or backfill) geometry. ' A new method considering excavation geometry for earth pressure on box culvert is suggested here. The lateral earth pressures by the newly suggested method agree relatively with results of finite element analyses, but those of existing method are greatly overestimated. The vertical pressure on the top of the box culvert by the new method is similar to those of existing method and finite element analysis. However, the reactional pressure on the bottom of the box culvert depends largely upon the stiffness of the foundation soil. The reactional pressure by the new method agrees well with that of finite element analysis, only when the stiffness is low. From the finite element analysis it is shown that the lateral earth pressure on box culvert depends upon the excavated slope (G) and the net bottom distance (Bc).
박스 구조들은 상.하수도관, 통신 및 전기선로, 도로, 철도 등을 위한 여러가지 목적으로 오래 전부터 많이 사용되어 왔다. 도심지에서는 대부분 지반을 굴착하여 박스 구조물을 설치한 후에 되채움하는 과정을 거친다. 그러나 박스에 작용하는 토압을 위한 기존의 설계법에서는 굴착(또는 되채움)되는 단면의 형상을 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 매설박스 설계시 굴착되는 단면형상을 고려할 수 있는 새로운 토압이론식을 제안하였다. 이 이론식에 의한 수평토압은 유한요소해석 결과와 비교적 좋은 일치를 보여 주었으나, 기존설계법에 의한 토압은 상당히 과대평가되었다. 박스의 상단면에 작용하는 연직응력의 이론값은 기존 설계법 및 유한요소해석 결과와 거의 유사하였다. 그러나 박스의 바닥면에 작용하는 반발응력은 기초지반의 탄성계수에 따라 크게 좌우되므로, 새로운 이론식은 기초지반이 느슨한 모래인 경우를 제외하면 직접 적용이 어려웠다. 한편, 유한요소해석에 의하면 박스에 작용하는 수평토압은 굴착면의 경사와 굴착저면의 폭에 따라 크게 좌우되었다.