KR102576069B1

KR102576069B1 - 다단 형태에 의한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백

Info

Publication number: KR102576069B1
Application number: KR1020217005743A
Authority: KR
Inventors: 후토시 노모토
Original assignee: 메트리기술연구소주식회사; 후토시 노모토
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2023-09-07
Also published as: JP7128996B2; US11933012B2; WO2020021703A1; CN112513375A; EP3816349B8; US20210310208A1; KR20210035882A; CN112513375B; EP3816349B1; JPWO2020021703A1; EP3816349A4; CA3107246A1; EP3816349A1

Abstract

내부 공간에 피수납물을 수납하는 대략 직육면체 형상의 포대인 직육면체 백과, 저면에 인장력을 걸어 보유지지하는 저면 보유지지 기구와, 측면에 인장력을 걸어 보유지지하는 측면 보유지지 기구와, 직육면체 백의 상기 저면의 중심에 일단이 고정되어 연직 방향으로 연장됨과 아울러, 연직 방향의 도중에 저면 보유지지 기구와 측면 보유지지 기구가 보유지지되는 중심 걸이체와, 중심 걸이체의 타단에 접속되어 후크를 장착하는 링 형상의 후크 보유지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백. 이에 의해, 종횡비가 작고 높이가 있지만 찢어지지 않고, 높이 방향 중에서 단계적으로 흙입자를 다져서, 포대의 높이와 폭의 비가, 예를 들어 1：1을 넘는 높이가 있는 포대에서도 안정된 강도를 가지며, 연직 방향 상향으로 들어 올렸을 때의 변형이 작은 직육면체 백을 제공한다.

Description

다단 형태에 의한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백

본 발명은, 연약 지반 개선 등에 이용되는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(Bag)에 관한 것이다.

종래, 수분을 다량으로 포함하는 연약 지반이나 액상화가 염려되는 지반에 대해서는, 시트 공법 등의 표층 개량 공법이나, 말뚝 등을 이용한 심층에서의 보강이 필요했다. 그러나 표층 개량은 연약층이 깊은 경우, 시트의 변형에 의한 침하가 일어나고, 또한 말뚝 등의 심층 공법에서는, 특수한 중기를 필요로 하기 때문에, 사용 조건이 한정될 뿐만 아니라, 비용이 든다는 문제가 있다. 또한 공사를 진행함에 있어서, 중기를 사용 가능한 작업 환경을 확보하기 위해 상부로부터의 하중을 견딜 수 있는 가설 도로 등을 조기에 형성하는 것도 필요하다.

이러한 연약 지반 대책으로서, 발명자 등은 내부 구속구(拘束具)를 구비한 투수성 백에 토사를 채운 「현대판 고규격 흙포대」를 고안하여, 경이적인 내하중 성능과 공사 기간의 단축을 실현하는 기술을 확립했다(예를 들어, 일본특허 제3949156호 공보 참조).

도 7의 (A)에는, 내부 구속구(210)를 구비하는 종래의 직육면체 백(201)의 설명도를 나타낸다. 종래의 직육면체 백(201)의 저면에 대해 내부 구속구(210)가 보유지지되고, 내부 공간에 피수납물로서 쇄석이나 토사가 채워져서 직육면체 백을 형성한다. 이러한 구조로 함으로써, 백을 구성하는 천(직물)의 장력에 의해 내부의 피수납물이 다져져서, 상부로 들어 올려도 형상이 무너지지 않게 된다. 상부로부터의 압력에 대한 내가압 성능은 비약적으로 높아져서, 실험에서는 4500kN/m² 이상의 하중을 견딜 수 있다는 결과가 얻어지고 있다. 또한 지반 강도에 관계없이, 포대 단체(單體)로 흙입자를 다져서 형상을 유지할 수 있음으로써, 지반을 효과적으로 보강하는 기능을 갖고 있을 뿐만 아니라, 높은 감진(減振) 성능도 겸비한다.

도 7의 (B)에는, 편평한 직육면체 백(201)에서, 상부로부터의 하중으로 생기는 전단력을 설명하는 개념도를 나타낸다. 직육면체 백(201)의 내부 공간에 채워진 토사나 쇄석의 내부 마찰 각도(α)는, 대략 30°~45°가 된다. 직육면체 백(201)에의 하중(L)과 합친, 피수납물로부터의 전단력(SF)은 백의 내부에 투입한 토사나 쇄석이 가진 내부 마찰각에 가까운 각도로 전단(剪斷)에 의한 미끄럼 선(slip line)이 발생하기 때문에, 직접 백의 저면에 힘이 걸리게 되고, 저면은 접지면으로부터의 항력으로 지지되므로, 전단력(SF)에 의해 저면을 구성하는 천이 찢어질 가능성은 작다.

그러나 편평한 종래의 직육면체 백(201)을 많이 겹쳐 쌓는 것은, 작업량이 많아져서 번잡하다. 이를 해결하기 위해, 높이가 있는 직육면체 백을 작성하려고 하면, 상황이 크게 바뀐다. 도 7의 (C)에는, 높이가 있는 직육면체 백에서의 전단력(SF)이 걸리는 방식을 나타낸다. 상부로부터의 하중(L)과 피수납물의 중량으로 생기는 전단력(SF)이, 측면(B)에 걸려서, 천의 파단을 일으킬 가능성이 커져 버린다. 구체적으로는 종횡비가 작은 높이가 있는 형상의 직육면체 백에서는 측면부에 큰 전단력이 걸리기 때문에, 백이 쉽게 찢어져 버리거나, 백의 형상이 큰 변형을 일으키게 된다.

도 8의 (A)는, 내부 구속구를 구비하는 종래의 편평한 직육면체 백(201)의 설명도이다. 내부 구속구(210)의 인장력에 의해, 피수납물(280)이 다져지기 때문에, 들어 올렸을 때의 변형은 작다(도 8의 (B) 참조).

구체적으로는 포대의 내부 구속의, 높이 방향에 대한 효과 범위는, 대략 내부 구속구(210)가 이루는 트러스 구조의 정점 부근의 높이 정도가 된다.

이에 대해 도 8의 (C)는, 종횡비가 작은, 높이가 있는 직육면체 백의 설명도이다. 종횡비가 작은, 높이(H)가 큰 직육면체 백(205)을 들어 올렸을 때에는, 피수납물(280)의 다짐이 충분하지 못하여, 직육면체 백(205)은 크게 변형되어 버린다(도 8(D) 참조). 또한 트러스 구조의 정점을 포대의 높이에 맞춰서 높게 설정했을 경우, 하부에 마련한 내부 구속구(210)가 이루는 트러스 구조에 의해 눌린 토압과의 거리가 이격되어 버리기 때문에, 포대 내부의 흙입자가 구속되어 고화(固化)될 때까지의 시간이 걸리며, 그 결과, 포대의 하부가 처지고 강도도 불충분해진다.

특허문헌 1: 일본특허 제3949156호 공보

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 종횡비가 작고 높이가 있지만 찢어지기 어렵고, 높이 방향 중에서 단계적으로 흙입자를 다져서, 포대의 높이와 폭의 비가, 예를 들어 1：1을 넘는 높이가 있는 포대에서도 안정된 강도를 가지고, 연직 방향 상향으로 들어 올렸을 때의 변형이 작은 직육면체 백을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명은, 내부 공간에 피수납물을 수납하는 대략 직육면체 형상의 포대인 직육면체 백과, 저면에 인장력을 걸어 보유지지하는 저면 보유지지 기구와, 측면에 인장력을 걸어 보유지지하는 측면 보유지지 기구와, 상기 직육면체 백의 상기 저면의 중심에 일단이 고정되어 연직 방향으로 연장됨과 아울러, 연직 방향의 도중에 상기 저면 보유지지 기구와 상기 측면 보유지지 기구가 보유지지되는 중심 걸이체와, 상기 중심 걸이체의 타단에 접속되어 후크를 장착하는 링 형상의 후크 보유지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백을 제공한다.

상기 (1)에 기재된 발명에 의하면, 토사나 쇄석 등의 피수납물을 수납하는 직육면체 백이, 저면에 인장력을 걸어 보유지지하는 저면 보유지지 기구와, 측면에 인장력을 걸어 보유지지하는 측면 보유지지 기구의 양자를 가지므로, 피수납물에 대해 다지는 범위가 연직 방향으로 확대되어, 변형되기 어렵고, 종횡비가 작은(편평율이 낮은) 높이가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

(2) 본 발명은, 상기 저면 보유지지 기구가, 상기 저면의 대향하는 꼭지점들을 연결하는 대각선 상에서 상기 저면의 중심으로부터 소정 거리 이격된 위치에 일단이 고정되고, 상기 중심 걸이체에 타단이 고정되는 적어도 4개의 걸이체를 가지며, 상기 측면 보유지지 기구는, 상면으로부터 연직 하향으로 보았을 때에, 상기 걸이체와는 벡터의 수평 방향 성분이 다른 방향으로 연장되어, 상기 측면에 일단이 고정되는 복수의 측면 구속체를 갖고, 상기 측면 구속체의 타단은, 상기 걸이체의 타단과 상기 중심 걸이체가 접속되는 걸이체 접속부와, 상기 중심 걸이체의 타단 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 형상 유지형 걸이식 직육면체 백을 제공한다.

구체적으로는, 본 발명은, 상기 저면 보유지지 기구가, 상기 저면의 대향하는 꼭지점들을 연결하는 대각선 상에서 상기 저면의 중심으로부터 소정 거리 이격된 위치에 일단이 고정되고, 상기 중심 걸이체에 타단이 고정되는 적어도 4개의 걸이체를 가지며, 상기 측면 보유지지 기구는, 상면으로부터 연직 하향으로 보았을 때에, 상기 저면 보유지지 기구로부터, 예를 들어 45°회전시킨 상태로 상기 걸이체에 고정되어, 4개의 측면에 각각 일단이 고정되는 측면 구속체를 갖고, 상기 측면 구속체의 타단은, 상기 걸이체의 타단과 상기 중심 걸이체가 접속되는 걸이체 접속부와, 상기 중심 걸이체의 타단 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 청구범위 1에 기재된 형상 유지형 걸이식 직육면체 백을 제공한다.

상기 (2)에 기재된 발명에 의하면, 저면 보유지지 기구를 구성하는 걸이체의 인장력과, 측면 보유지지 기구를 구성하는 측면 구속체의 인장력이, 저면에 대해 평행한 방향에서 서로 다른 벡터의 수평 방향 성분을 가지므로, 측면으로부터 피수납물이 받는 힘의 방향이 함께 서로 간섭하여, 피수납물 전체를 다진다는 뛰어난 효과가 있다.

(3) 본 발명은, 상기 측면 보유지지 기구가, 측면과 상기 저면의 교선인 각각의 변(邊)에 대한 수직이등분선 상에서, 상기 저면으로부터 소정 거리 이격된 위치에, 일단이 고정되는 적어도 4개의 측면 구속체를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (2)에 기재된 형상 유지형 걸이식 직육면체 백을 제공한다.

상기 (3)에 기재된 발명에 의하면, 측면 보유지지 기구를 구성하는 측면 구속체의 인장력의 방향과, 저면 보유지지 기구를 구성하는 걸이체의 인장력의 방향이 가장 크게 바뀌므로, 측면으로부터 피수납물이 받는 힘의 방향이 분산되어, 피수납물을 다지는 힘이 가장 균일하게 걸리기 쉽다는 뛰어난 효과가 있다.

(4) 본 발명은, 상기 저면 보유지지 기구와 상기 측면 보유지지 기구를, 상기 저면으로부터 이 순서로 조합한 피수납물 다짐 기구가, 연직 방향으로 복수개 마련되는 것을 특징으로 한 상기 (1) 내지 상기 (3) 중 어느 하나에 기재된 형상 유지형 걸이식 직육면체 백을 제공한다.

상기 (4)에 기재된 발명에 의하면, 변형되기 어렵고, 종횡비가 작은 높이가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

(5) 본 발명은, 상기 측면 구속체의 일단이 고정되는 상기 측면상의 측면 구속체 고정부를 포함하여 상기 저면과 평행한 측면 구속체 고정 평면과, 상기 측면 구속체의 타단이 상기 중심 걸이체에 접속되는 상기 측면 구속체 접속부를 포함하여 상기 저면과 평행한 측면 구속체 접속 평면 사이의 거리가, 높이의 5％ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 상기 (4) 중 어느 하나에 기재된 형상 유지형 걸이식 직육면체 백을 제공한다.

측면에 대해 인장력을 미치는 측면 구속체는, 측면에 대해 수직에 가까울수록 수납물을 다지는 힘이 균일하게 걸리기 쉽고, 결과적으로 피수납물이 균일하게 다져지기 쉽다. 상기 (5)에 기재된 발명에 의하면, 측면 구속체가 측면에 대해 수직에 가깝게 당겨지게 되므로, 수납물을 다지는 힘이 균일하게 걸리기 쉬워서, 전체적으로 변형되기 어려운 직육면체 백을 형성할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

(6) 본 발명은, 상기 걸이체의 일단이 상기 저면에 고정되는 위치는, 상기 저면의 중심과 각 꼭지점 사이인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 상기 (5) 중 어느 하나에 기재된 형상 유지형 걸이식 직육면체 백을 제공한다.

상기 (6)에 기재된 발명에 의하면, 저면 보유지지 기구를 구성하는 걸이체가, 저면의 꼭지점과 저면의 중심 사이에 고정되므로, 연직 토압이 가장 큰 바닥부의 피수납물을 중앙부를 향해 압축함으로써, 효율적으로 다짐을 할 수 있을 뿐만 아니라, 바닥부의 피수납물이 신속하게 고화(固化)됨으로써 저면 천 부분 및 각 부재의 봉제 부분에 걸리는 힘이 저감되어, 백을 구성하는 천이 찢어지기 어려워진다는 뛰어난 효과가 있다.

(7) 본 발명은, 높이가 상기 저면의 변의 길이의 1/3 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 상기 (6) 중 어느 하나에 기재된 형상 유지형 걸이식 직육면체 백을 제공한다.

상기 (7)에 기재된 발명에 의하면, 높이가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있으므로, 직육면체 백을 높게 적층하고 싶은 경우에, 공정수를 줄여서 조기에 공사를 끝낼 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

본 발명의 청구범위 1 내지 7에 기재된 형상 유지형 걸이식 직육면체 백에 의하면, 변형되기 어렵고, 종래보다 종횡비가 작은 높이가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

도 1의 (A)는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백의 설명도이다. (B)는 직육면체 백의 상면의 덮개부를 닫은 태양을 나타내는 설명도이다.
도 2의 (A)는 직육면체 백의 단면도이다. (B)는 직육면체 백의 평면도이다.
도 3의 (A)는 직육면체 백 내의 내부 구속구가 발생시키는 인장력의 설명도이다. (B)는 직육면체 백의 천으로부터 피수납물이 받는 항력과 연직 토압의 설명도이다.
도 4의 (A)는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 직육면체 백이며, 피수납물 다짐 기구가, 연직 방향으로 연속하여 마련되는 태양의 단면도이다. (B)는 본 발명의 제3 실시형태에 관한 직육면체 백이며, 측면 구속체의 고정 위치인 측면 구속체 고정부가 측면 구속체 고정 보강체에 마련되어 있는 태양의 설명도이다. (C)는 걸이체나 중심 걸이체가 저면 보강체에 고정되어 있는 태양을 나타내는 평면도이다.
도 5의 (A)는 종래의 편평한 직육면체 백을 이용하여 연약 지반을 개량하는 태양의 설명도이다. (B)는 높이가 있는 직육면체 백 사용 태양의 설명도이다.
도 6의 (A)는 사면 붕괴에 대해 높이가 있는 직육면체 백으로 처치하는 방법의 설명도이다. (B)는 직육면체 백에 의한 지반내 응력(압력 구근)의 개념도이다.
도 7의 (A)는 내부 구속구를 구비하는 종래의 직육면체 백의 설명도이다. (B)는 편평한 직육면체 백에서, 상부로부터의 하중으로 생기는 전단력을 설명하는 개념도이다. (C)는 높이가 있는 직육면체 백에서, 상부로부터의 하중으로 생기는 전단력이, 측면에 걸려서 파단을 일으키는 것을 설명하는 개념도이다.
도 8의 (A)는 내부 구속구를 구비하는 종래의 편평한 직육면체 백의 설명도이다. (B)는 편평한 직육면체 백을 들어올렸을 때의 변형에 대한 설명도이다. (C)는 종횡비가 작은, 높이가 있는 직육면체 백의 설명도이다. (D)는 종횡비가 작은, 높이가 있는 직육면체 백을 들어올렸을 때의 변형에 대한 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 내지 도 6은 발명을 실시하는 형태의 일 예로, 도면 중, 동일한 부호를 부여한 부분은 동일물을 나타낸다. 또, 각 도면에서 일부의 구성을 적당히 생략하여, 도면을 간략화한다. 그리고, 부재의 크기, 형상, 두께 등을 적당히 과장하여 표현한다.

도 1의 (A)에는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(1)(이하, 직육면체 백(1)이라고 칭함)의 설명도를 나타낸다. 직육면체 백(1)은, 중공의 내부 공간(12)에 토사나 쇄석을 수납하는 대략 직육면체의 포대 형태를 이루며, 상면에 개구를 구비한다. 천의 재료로는 내구성이 있는 가요성 소재, 예를 들어 마(麻) 등의 천연 소재나, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 화학 섬유를 이용한 투수성을 가진 직물이 바람직하며, 천에는, 또한 자외선에 의한 열화 방지를 위한 자외선 방지제가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 재료는, 일반적으로는, 흙포대, 혹은 톤백 등에 이용된다.

직육면체 백(1)은, 바닥부 보유지지 기구(50)나 측면 보유지지 기구(70)를 보유지지하는 내부 구속구(13)를 구비한다. 구체적으로는, 내부 구속구(13)는, 직육면체 백(1)의 저면의 중심에 일단이 고정되어 연직 방향으로 연장됨과 아울러, 연직 방향의 도중에 저면 보유지지 기구(50)와 측면 보유지지 기구(70)(후술하는 도 3의 (A) 참조)가 보유지지되는 중심 걸이체(15)를 가진다. 내부 구속구(13)와 직육면체 백(1)의 천 간의 고정이나, 걸이체(20)나 측면 구속체(17)와 중심 걸이체(15)의 고정은, 예를 들어 충분한 강도가 있는 수지계 실로 꿰매는 방법이나, 용착, 볼트에 의한 접합이나, 접착재 등에 의한 고정이 바람직하다.

또한 내부 구속구(13)는, 중심 걸이체(15)의 타단에 접속되어 매달아 올릴 때의 후크를 장착하는 링 형상의 후크 보유지지부(10)를 가진다.

저면 보유지지 기구(50)는, 저면의 대향하는 꼭지점들을 연결하는 대각선 상에서 저면의 중심으로부터 소정 거리 이격된 위치에 일단이 고정되고, 중심 걸이체(15)에 타단이 고정되는 4개의 걸이체(20)를 가진다. 구체적으로는, 걸이체(20)의 일단이 저면(36)에 고정되는 위치는, 저면(36)의 중심과 각 꼭지점 사이이며, 걸이체(20)는, 매달아 올렸을 때 소위 트러스 구조를 구성한다.

측면 보유지지 기구(60)는, 측면(38)과 저면(36)의 교선인 각각의 변에 대한 수직이등분선 상에서, 저면(36)으로부터 소정 거리 이격된 위치에 일단이 고정되고, 타단이, 걸이체(20)의 타단과 중심 걸이체(15)가 접속되는 걸이체 접속부(28)(후술하는 도 2의 (A) 참조)와 중심 걸이체(15)의 타단 사이에 접속되는 4개의 측면 구속체(17)를 가진다.

직육면체 백(1)을 상면(40)(후술하는 도 2의 (A) 참조)으로부터 연직 하향(Z방향 하향)으로 보았을 때, 측면 구속체(17)는, 걸이체(20)의 각각과는 벡터의 수평 방향 성분(XY 평면 방향)이 다른 방향으로 연장되고, 측면(38)에 일단이 고정된다. 또한 측면 구속체(17)의 타단은, 걸이체(20)의 타단과 중심 걸이체(15)가 접속되는 걸이체 접속부(28)(후술하는 도 2의 (A) 참조) 사이에 접속된다. 구체적으로는, 측면 보유지지 기구(60)의 측면 구속체(17)는, 상면으로부터 연직 하향으로 보았을 때에, 저면 보유지지 기구(50)의 걸이체(20)로부터 45°회전시킨 상태로 중심 걸이체(15)에 보유지지되고, 4개의 측면에 각각 일단이 고정된다. 측면 구속체(17)의 타단은, 걸이체(20)의 타단과 중심 걸이체(15)가 접속되는 걸이체 접속부(28)와 중심 걸이체(15)의 타단 사이에 접속된다.

직육면체 백(1)의 상면에는, 덮개부(5)가 접속되고, 대향하는 1쌍의 덮개부(5)에 대해서는 개구부(7)가 각각 마련되어, 중심 걸이체(15)로부터 연장되는 후크 보유지지부(10)가 직육면체 백의 외부로 돌출되도록 구성된다.

또 직육면체 백(1)의 높이(H)는, 저면(36)의 변의 길이(W)의 1/3 이상인 것이 바람직하다.

도 1의 (B)에는, 직육면체 백(1)의 상면의 덮개부(5)를 닫은 태양을 나타낸다. 덮개부(5)에는, 각각 벨트(22)와 그것을 고정시키는 로킹부(24)가 마련되어, 대향하는 덮개부(5)들을 닫는다. 개구부(7)로부터는 후크 보유지지부(10)를 직육면체 백(1)의 외측으로 빼낼 수 있다. 로킹부(24)로는, 예를 들어 매직 테이프(등록상표)를 사용하는 것을 생각할 수 있다.

도 2의 (A)는, 직육면체 백(1)의 단면도이다. 내부 구속구(13)는, 중심 걸이체(15)와 그에 보유지지되는 측면 구속체(17)와 걸이체(20)를 구비한다. 측면 구속체(17)는 측면 구속체 고정부(32)에서 직육면체 백(1)의 측면의 내벽에 고정되고, 측면 구속체 접속부(26)에서 중심 걸이체(15)에 보유지지된다. 또한 걸이체(20)는 걸이체 고정부(30)에서 저면(36)에 고정되고 걸이체 접속부(28)에서 중심 걸이체(15)에 보유지지된다. 중심 걸이체(15)의 일단은 중심걸이체 고정부(34)에서 저면(36)에 고정되고, 중심 걸이체(15)의 타단은, 후크 보유지지부(10)에 접속된다. 측면 구속체 접속부(26)를 포함하며 XY 평면(저면(36))과 평행한 측면 구속체 접속 평면(S)과, 측면 구속체 고정부(32)를 포함하며 XY 평면(저면(36))과 평행한 측면 구속체 고정 평면(T)의 거리는, 직육면체 백(1)의 높이(H)의 길이의 5％ 이하이다.

도 2의 (B)는, 직육면체 백(1)의 덮개부(5)를 생략한 평면도이다. 걸이체(20)는 대각선(D)을 따라 당겨져, 저면(36)에 고정된다. 또한 측면 구속체(17)는, 걸이체(20)와는 위상을 45°어긋나게 한, 측면(38)과 수직 방향으로 당겨져 고정된다.

도 3의 (A)는, 직육면체 백(1) 내의 내부 구속구(13)가 발생시키는 인장력(F)의 설명도이다. 내부 구속구(13)는, 중심 걸이체(15)와, 측면(38)에 인장력을 걸어서 보유지지하는 측면 보유지지 기구(60)와, 저면(36)에 인장력을 걸어서 보유지지하는 저면 보유지지 기구(70)를, 중심 걸이체(15)의 연직 방향의 도중에 보유지지한다.

구체적으로는, 중심 걸이체(15)가 연직 상향(Z방향 상향)으로 힘(F0)으로 끌어 올려질 때, 저면(36)을 이루는 천에는, 걸이체(20)를 통해 인장력(F1)이 걸린다. 또한 측면(38)을 이루는 천에는, 측면 구속체(17)를 통해 인장력(F2)이 걸린다.

구체적으로는 직육면체 백(1)의 피수납물은, 피수납물 다짐 기구(70) 즉, 저면 보유지지 기구(50)와 측면 보유지지 기구(60)에 의해 다져진다.

도 3의 (B)는, 직육면체 백(1)의 천으로부터 피수납물(85)이 받는 항력(N) 등의 설명도이다. 측면(38)으로부터는, 측면 보유지지 기구(60)에 의한 인장력(F2)(도 3의 (A) 참조)과, 측면(38)을 이루는 천의 장력으로부터 생기는 항력(N2)이 피수납물(80)에 걸리고, 저면(36)으로부터는, 저면 보유지지 기구(50)에 의한 인장력(F1)(도 3의 (A) 참조)과, 저면(36)을 이루는 천의 장력으로부터 생기는 항력(N1)이 피수납물(80)에 걸림으로써, 피수납물(80)은, 직육면체(1)의 내부의 광범위에 걸쳐 다져진다(다져진 피수납물(85)). 또한 피수납물(80)은 중력과 연직 토압(V)에 의해 측면 보유지지 기구(60)의 상부에 해당하는 부분도 다질 수 있다.

본 발명의 제1 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(1)에 의하면, 토사나 쇄석이라는 피수납물(80)을 수납하는 직육면체 백(1)이, 저면(36)에 인장력을 걸어 보유지지하는 저면 보유지지 기구(50)와, 측면(38)에 인장력을 걸어 보유지지하는 측면 보유지지 기구(60)의 양자를 가지므로, 피수납물(80)에 대해 다지는 범위가 연직 방향으로 확대되어, 변형되기 어렵고, 종횡비가 작은(편평율이 낮은) 높이가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

본 발명의 제1 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(1)에 의하면, 저면 보유지지 기구(50)를 구성하는 걸이체(20)의 인장력과, 측면 보유지지 기구(60)를 구성하는 측면 구속체(17)의 인장력이, 저면(36)에 대해 평행한 방향에서 서로 다른 벡터의 수평 성분을 가지므로, 측면(38)으로부터 피수납물(80)이 받는 힘의 방향이 함께 서로 간섭하여, 피수납물(80) 전체를 다지는 힘이 균일하게 걸리기 쉽다는 뛰어난 효과가 있다.

본 발명의 제1 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(1)에 의하면, 측면 보유지지 기구(60)를 구성하는 측면 구속체(17)의 인장력의 방향과, 저면 보유지지 기구(50)를 구성하는 걸이체(20)의 인장력의 방향이 가장 크게 바뀌므로, 측면(38)으로부터 피수납물(80)이 받는 힘의 방향이 분산되어, 피수납물(80)을 다지는 힘이 가장 균일하게 걸리기 쉽다는 뛰어난 효과가 있다.

측면(38)에 대해 인장력을 미치는 측면 구속체(17)는, 측면(38)에 대해 수직에 가까울수록 피수납물(80) 전체를 다지는 힘이 균일하게 걸리기 쉽고, 결과적으로 피수납물(80)이 균일하게 다져지기 쉽다. 본 발명의 제1 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(1)에 의하면, 측면 구속체(17)가 측면(38)에 대해 수직에 가깝게 인장되게 되므로, 피수납물(80)을 다지는 힘이 균일하게 걸리기 쉽고, 전체적으로 변형되기 어려운 직육면체 백(1)을 형성할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

본 발명의 제1 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(1)에 의하면, 저면 보유지지 기구(50)를 구성하는 걸이체(20)가, 저면(36)의 꼭지점과 저면(36)의 중심의 사이에 고정되므로, 연직 토압이 가장 큰 바닥부의 피수납물(80)을 중앙부를 향해 압축함으로써, 효율적으로 다짐을 할 수 있을 뿐만 아니라, 바닥부의 피수납물(80)이 신속하게 고화함으로써 저면 천 부분 및 각 부재의 봉제 부분에 걸리는 힘이 저감되어, 백을 구성하는 천이 찢어지기 어려워진다는 뛰어난 효과가 있다.

　본 발명의 제1 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(1)에 의하면, 높이가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있으므로, 직육면체 백을 높게 적층하고 싶은 경우에, 공정수를 줄여서 조기에 공사를 끝낼 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

도 4의 (A)는, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 직육면체 백(1)이며, 피수납물 다짐 기구(70)가, 연직 방향으로 연속하여 2개 마련되는 태양의 단면도이다. 구체적으로는, 저면 보유지지 기구(50)와 측면 보유지지 기구(60)를, 저면(36)으로부터 이 순서로 조합한 피수납물 다짐 기구(70)가, 연직 방향으로 복수개, 중심 걸이체(15)에 보유지지된다.

이 때 연직 방향 상측의 피수납물 다짐 기구(70)가 가진 저면 보유지지 기구(50)에 해당하는 트러스 구조를 이루는 걸이체(20)는, 저면(30)의 각 꼭지점으로부터 연직 방향으로 연장된 변, 즉 수직의 모서리 도중에 고정된다. 즉 걸이체 고정부(30)는, 저면(30)의 각 꼭지점으로부터 연직 방향으로 연장된 변, 즉 수직의 모서리 도중에 마련된다.

피수납물 다짐 기구(70)가, 복수개 마련됨으로써, 피수납물(80)에 대한 다지는 힘이, 연직 방향에 대해 넓고 균일하게 걸리기 쉬워져서, 찢어지기 어렵고 높이가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있다. 도 4의 (A)에서는, 피수납물 다짐 기구(70)를 2개 연속하여 구비하는 예를 나타냈지만, 3개 이상 구비해도 된다.

본 발명의 제2 실시형태에 관한 형상 유지형 걸이식 직육면체 백(1)에 의하면, 변형되기 어렵고, 종횡비가 작은 높이가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

도 4의 (B)는, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 직육면체 백(1)이며, 측면 구속체(17)의 고정 위치인 측면 구속체 고정부(32)가 측면 구속체 고정 보강체(90)에 마련되어 있는 태양의 설명도이다. 측면 구속체 고정 보강체(90)의 재질로는, 직육면체 백(1)의 천보다도 인장 강도가 높은 재료, 예를 들어 충분한 강도가 있는 화학 섬유가 바람직하며, 천보다도 두꺼운 벨트 형태의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 보강 구조를 가짐으로써, 측면(38)의 장력의 일부를 떠안아서 천의 내구력이 증대되어, 측면(38)으로부터 피수납물(80)에의 항력(N2)(도 3의 (B) 참조)을 큰 값으로 유지하는 것이 용이해짐과 아울러, 피수납물(80)에의 다짐력을 더 크게 할 수 있는 효과가 있다.

도 4의 (C)는, 걸이체(20)나 중심 걸이체(15)가 저면 보강체(95)에 고정되어 있는 태양을 나타내는 평면도이다. 구체적으로는 중심걸이체 고정부(34)와 걸이체 고정부(30)가, 저면 보강체(95)에 고정된다. 저면 보강체(95)의 재질로는, 직육면체 백(1)의 천보다도 인장 강도가 높은 재료, 예를 들어 충분한 강도가 있는 화학 섬유가 바람직하고, 천보다도 두꺼운 벨트 형태의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 보강 구조를 가짐으로써, 저면(36)의 장력의 일부를 떠안아서 천의 내구력이 증대되어, 저면(36)으로부터 피수납물(80)에의 항력(N1)(도 3의 (B) 참조)을 큰 값으로 유지하는 것이 용이해짐과 아울러, 피수납물(80)에의 다짐력을 더 크게 할 수 있는 효과가 있다.

이어, 상기한 실시형태에 관한 직육면체 백의 운용 방법을 설명한다.

도 5의 (A)는, 종래의 편평한 직육면체 백(1)으로 연약 지반을 개량하는 태양의 설명도이다. 연약 지반(100)을 개량하기 위해 높이가 있는 직육면체 백을 연약 지반 속에 매설하고 싶은 경우, 종래는 직육면체 백(1)이 편평한 형상이기 때문에 복수개 적층할 필요가 있어, 공정수가 증가되고, 비용도 늘어나 버린다.

이에 대해 도 5의 (B)에는, 높이가 있는 직육면체 백(110)의 사용 태양의 설명도를 나타낸다. 높이가 필요한 경우에는, 측면 구속체(17)를 가진 내부 구속구(13)를 구비한 직육면체 백(도 1의 (A) 참조)이나, 복수의 피수납물 다짐 기구(70)를 구비하는 직육면체 백(도 4의 (A) 참조)을 이용함으로써, 충분한 강도가 있고 높이가 있는 직육면체 백(110)을 실현할 수 있다. 이 때문에 적층하는 공정을 생략할 수 있어서, 공사 기간 단축이나 비용 저감으로도 이어진다.

도 6의 (A)는, 사면 붕괴에 대해 높이가 있는 직육면체 백(110)으로 처치하는 방법의 설명도이다. 연약 지반(100)이 사면 붕괴를 일으켜서 각도가 있는 경사면이 형성되는 일이 있다. 이러한 사면은, 다시 무너지기 쉽기 때문에 짧은 공사 기간에 보강 공사를 하는 것이 필요하지만, 무너져 내린 토사도 있기 때문에 공사하기 어렵고, 또한 위험하다. 이러한 경우, 본원 발명에 관한 높이가 있는 직육면체 백을 사용하면, 무너져 내린 토사를 백에 채워 넣어 다짐으로써, 강도가 있는 직육면체 백을 형성할 수 있고, 그들을 설치해 나감으로써 용이하게 보강 공사를 할 수 있다. 또한 직육면체 백 아래의 연약 지반(100)도 개량되어, 강고해진다.

도 6의 (B)는, 직육면체 백에 의해 연약 지반(100) 내에 생기는 지반내 응력(압력 구근)의 개념도이다. 압력 구근(P)은, 도 6의 (B)에서 1점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 직육면체 백(110) 바로 아래에 연직 하향으로 형성된다. 또한 압력 구근의 깊이나 크기는, 물건을 쌓아 싣는 하중의 조건에 의해 영향 범위가 결정된다. 직육면체 백(1)은, 천의 메쉬 구멍이 필터 역할을 하기 때문에, 수분은 통과시키지만 흙입자는 통과하지 않아서, 직육면체 백(110) 바로 아래(直下)의 연약 지반(100)을 압력 구근 형태로 국소적으로 압밀시켜서, 지반의 지지력을 증대시킨다. 통상의 콘크리트 등의 기초를 설치한 경우, 기초 하부의 지중 조건이 불균일하므로, 간극 수압이 불규칙한 위치에서 상승한다. 이 때문에 부등 침하 등이 생겨서, 압력 구근도 불규칙한 위치에서 형성된다. 또한 프리로드 등의 일면 재하(載荷)로 지반을 다지는 경우는, 불필요한 지반까지 압밀시키게 되기 때문에, 배수에 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 영향 범위가 넓어져서, 주변 지역에 악영향을 미치는 일도 있다. 그러나 직육면체 백에서는 하부에 생기는 원추 형상부에 연약한 흙입자를 떠안기 때문에, 원추 형상내의 흙입자는 주위로부터 구획되어 압축 조건만 되기 때문에, 쉽게 파괴되지는 않는다. 흙은 전단에 의해서는 파괴되기 쉽지만, 압축에 의해서는 무너지지 않는다는 특징을 갖기 때문이다. 이에 의해 일시적인 저항면을 형성함으로써, 설치 직후에 큰 하중을 걸 수 있다. 또한 이 것이, 직육면체 백 바로 아래의 필요한 지반부만 정확하게 압축시켜, 강제적으로 압축 밀착시킬 수 있다. 또한 수분을 통과시키지만 흙입자는 통과시키지 않으므로 액상화도 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 쇄석을 직육면체 백(1)에 넣는 경우에는, 쇄석 사이의 틈이 크기 때문에 물이 모세관 현상으로 상승하는 일이 없고, 얼어서 들뜨기 어려운 효과가 있다.

또 토사나 쇄석을 직육면체 백(1)으로 감싸서, 다짐으로써 시멘트 등의 접착 물질을 넣지 않아도 강도를 얻을 수 있기 때문에, 알칼리나 6가 크롬 등의 지중 오염의 걱정도 없다. 동시에 백 자체의 약간의 신축성에 의해, 교통 진동이나 지진의 진동의 에너지를, 피수납물인 속에 채워 넣은 흙입자끼리의 마찰 에너지로 소실시킬 수 있어서, 진동 감소의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 형상 유지형 걸이식 직육면체 백은, 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경을 할 수 있음은 물론이다.

예를 들어, 상기한 실시형태에서는, 저면 보유지지 기구(50)가 구비하는 트러스 구조를 형성하는 걸이체(20)는, 저면(36)의 대각선을 따라 1개씩, 합계 4개 마련되어 있었지만(도 1 참조), 트러스 구조가 복수개 있어도 되고, 걸이체(20)가, 예를 들어 8개 이상 있어도 된다. 마찬가지로 측면 구속체(17)에 대해서도, 측면(38)의 하나의 면에 대해 복수개 마련되어도 된다.

1　　형상 유지형 걸이식 직육면체 백
5　　덮개부
7　　개구부
10　　후크 보유지지부
12　　내부 공간
13　　내부 구속구
15　　중심 걸이체
17　　측면 구속체
20　　걸이체
22　　벨트
24　　로킹부
26　　측면 구속체 접속부
28　　걸이체 접속부
30　　걸이체 고정부
32　　측면 구속체 고정부
34　　중심 걸이체 고정부
36　　저면
38　　측면
40　　상면
50　　저면 보유지지 기구
60　　측면 보유지지 기구
70　　피수납물 다짐 기구
80　　피수납물
85　　다져진 피수납물
90　　측면 구속체 고정 보강체
95　　저면 보강체
100　　연약 지반
110　　높이가 있는 직육면체 백
115　　후크
201　　종래의 직육면체 백
205　　높이가 있는 종래의 직육면체 백
210　　내부 구속구
220　　측면
280　　피수납물
F　　인장력
N　　항력
V　　연직 토압
D　　대각선
S　　측면 구속체 접속 평면
T　　측면 구속체 고정 평면
L　　하중
P　　압력 구근
SF　전단력
α　　내부 마찰각

Claims

내부 공간에 피수납물을 수납하는 바닥이 있는 대략 직육면체 형상의 포대인 직육면체 백과,
저면에 인장력을 걸어 보유지지하는 저면 보유지지 기구와,
측면에 인장력을 걸어 보유지지하는 측면 보유지지 기구와,
상기 직육면체 백의 상기 저면의 중심에 일단이 고정되어 연직 방향으로 연장됨과 아울러, 연직 방향의 도중에 상기 저면 보유지지 기구와 상기 측면 보유지지 기구가 보유지지되는 중심 걸이체와,
상기 중심 걸이체의 타단에 접속되어 후크를 장착하는 링 형상의 후크 보유지지부를 구비하며,
상기 저면 보유지지 기구는,
상기 저면의 대향하는 꼭지점들을 연결하는 대각선 상에서 상기 저면의 중심으로부터 소정 거리 이격된 위치에 일단이 고정되고, 상기 중심 걸이체에 타단이 고정되는 적어도 4개의 걸이체를 가지며,
상기 측면 보유지지 기구는,
상면으로부터 연직 하향으로 보았을 때에, 상기 걸이체와는 벡터의 수평 방향 성분이 다른 방향으로 연장되어, 상기 측면에 일단이 고정되는 복수의 측면 구속체를 갖고,
상기 측면 구속체의 타단은, 상기 걸이체의 타단과 상기 중심 걸이체가 접속되는 걸이체 접속부와, 상기 중심 걸이체의 타단 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 측면 보유지지 기구의 상기 측면 구속체는, 상면으로부터 연직 하향으로 보았을 때에, 상기 저면 보유지지 기구로부터 45°회전시킨 상태로 상기 중심 걸이체에 보유지지되고, 4개의 측면에 각각 일단이 고정되는 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 측면 보유지지 기구는,
측면과 상기 저면의 교선인 각각의 변에 대한 수직이등분선 상에서, 상기 저면으로부터 소정 거리 이격된 위치에, 일단이 고정되는 적어도 4개의 측면 구속체를 갖는 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 저면 보유지지 기구와 상기 측면 보유지지 기구를, 상기 저면으로부터 이 순서로 조합한 피수납물 다짐 기구가, 연직 방향으로 복수개 마련되는 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 측면 구속체의 일단이 고정되는 상기 측면상의 측면 구속체 고정부를 포함하여 상기 저면과 평행한 측면 구속체 고정 평면과, 상기 측면 구속체의 타단이 상기 중심 걸이체에 접속되는 측면 구속체 접속부를 포함하여 상기 저면과 평행한 측면 구속체 접속 평면 사이의 거리가, 상기 직육면체 백의 높이의 5％ 이하인 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 걸이체의 일단이 상기 저면에 고정되는 위치는, 상기 저면의 중심과 각 꼭지점의 사이인 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 직육면체 백의 높이가 상기 저면의 변의 길이의 1/3 이상인 것을 특징으로 하는 형상 유지형 걸이식 직육면체 백.