말뚝은 상부구조물의 하중을 하부지반에 안정하게 전달, 지지하기 위하여 가장 널리 쓰이는 기초 구조물로서 토압 및 풍압과가 같은 수평력을 받는 말뚝의 변위는 상부구조물에 심각한 영향을 미치므로 수평하중을 받는 말뚝의 해석과 설계는 매우 중요하다.
이러한 말뚝의 수평저항력 평가를 위해 주로 사용되는 지반반력해석법은 수평지반반력계수가 말뚝의 수평저항력을 결정하게 되어 지반반력과 말뚝 수평변위의 상관관계인 수평지반반력계수의 결정이 매우 중요하다.
그러나 시간과 비용 등의 문제로 기존의 제안식이나 경험식을 이용하여 수평지반반력계수를 산정하고 있는 일정이다. 하지만, 기존의 제안식 및 경험식을 이용한 산정값은 지반 및 말뚝특성을 정확히 반영치 못하여 산정방법에 따라 많은 오차를 나타내고 있어며, 수평하중을 받는 ...
말뚝은 상부구조물의 하중을 하부지반에 안정하게 전달, 지지하기 위하여 가장 널리 쓰이는 기초 구조물로서 토압 및 풍압과가 같은 수평력을 받는 말뚝의 변위는 상부구조물에 심각한 영향을 미치므로 수평하중을 받는 말뚝의 해석과 설계는 매우 중요하다.
이러한 말뚝의 수평저항력 평가를 위해 주로 사용되는 지반반력해석법은 수평지반반력계수가 말뚝의 수평저항력을 결정하게 되어 지반반력과 말뚝 수평변위의 상관관계인 수평지반반력계수의 결정이 매우 중요하다.
그러나 시간과 비용 등의 문제로 기존의 제안식이나 경험식을 이용하여 수평지반반력계수를 산정하고 있는 일정이다. 하지만, 기존의 제안식 및 경험식을 이용한 산정값은 지반 및 말뚝특성을 정확히 반영치 못하여 산정방법에 따라 많은 오차를 나타내고 있어며, 수평하중을 받는 말뚝기초의 거동을 상이하게 펑가하게 된다
이러한 맥락으로 본 연구에서는 수평재하시험결과를 이용하여 Chang의 방법 및 수치해석역해석 방법으로 수평지반반력계수를 산정하여 기존 제안식과의 상관성을 비교·분석하여 수평지반반력계수에 대한 적정성 및 신뢰성을 규명하였다. 또한, 지반-말뚝 상호작용을 고려한 수치해석을 통하여 지반 및 말뚝특성 변화에 따른 수평지반반력계수의 상관성 및 적용성 분석을 실시하여 신뢰성 있는 수평지반반력계수의 추정식을 제시하였다.
수평재하시험에 의한 수평지반반력계수 분석결과 Chang의 방법으로 산정된 수평지반반력계수가 역해석에 의한 방법에 비해 18~20% 정도로 과소평가 되었다. 하지만, Chang의 방법에 의한 수평지반반력계수는 수평하중이 영향을 미치는 심도인 1/β에서 일정하다는 가정하에서 도출된 식으로 1/β 구간에서의 적용성은 높은 것으로 판단되었다.
그리고 도로교 표준시방서 방법에 의해 수평지반반력계수 산정시 지반의 변형계수는 E=1,400~1,600N 적용시 수평재하시험에 의한 수평지반반력계수와 유사한 범위를 나타내고 있다. 따라서, 도로교 표준시방서 방법 적용시 E=1,400~1,600N를 적용하는 경우 실제 수평지반반력계수의 적정한 평가가 가능할 것으로 판단되었다.
수치해석을 이용한 지반 및 말뚝조건별 수평지반반력계수 분석에서는 지반의 탄성계수 증가에 따른 수평지반반력계수는 지반강성에 비례관계가 있으며, 동일 말뚝직경에 대해서는 지반의 탄성계수 증가에 따른 수평지반반력계수의 증가 기울기는 말뚝직경이 적을수록 증가폭이 큰 것으로 나타나 지반강성 증가에 따른 수평지반반력계수의 증가량은 말뚝강성과는 반비례 관계를 확인할 수 있었다.
말뚝직경에 따른 수평지반반력계수는 말뚝직경 증가에 따라 30~38% 정도 감소하며, 지반의 탄성계수가 적을수록 그 감소폭이 작게 나타났다. 그리고 수평지반반력계수는 말뚝직경에 반비례 관계에 있으며, 말뚝강성에 대해서는 말뚝강성 증가에 따라 수평지반반력계수는 감소하는 경향을 확인할 수 있었다.
지반 및 말뚝조건을 고려한 수평지반반력계수의 추정식은 지반의 탄성계수, 말뚝직경, 말뚝강성의 함수로 구성되며, 탄소성 변형을 고려한 말뚝두부의 기준변위 적용하여 새로운 추정식을 도출할 수 있었다.
말뚝은 상부구조물의 하중을 하부지반에 안정하게 전달, 지지하기 위하여 가장 널리 쓰이는 기초 구조물로서 토압 및 풍압과가 같은 수평력을 받는 말뚝의 변위는 상부구조물에 심각한 영향을 미치므로 수평하중을 받는 말뚝의 해석과 설계는 매우 중요하다.
이러한 말뚝의 수평저항력 평가를 위해 주로 사용되는 지반반력해석법은 수평지반반력계수가 말뚝의 수평저항력을 결정하게 되어 지반반력과 말뚝 수평변위의 상관관계인 수평지반반력계수의 결정이 매우 중요하다.
그러나 시간과 비용 등의 문제로 기존의 제안식이나 경험식을 이용하여 수평지반반력계수를 산정하고 있는 일정이다. 하지만, 기존의 제안식 및 경험식을 이용한 산정값은 지반 및 말뚝특성을 정확히 반영치 못하여 산정방법에 따라 많은 오차를 나타내고 있어며, 수평하중을 받는 말뚝기초의 거동을 상이하게 펑가하게 된다
이러한 맥락으로 본 연구에서는 수평재하시험결과를 이용하여 Chang의 방법 및 수치해석 역해석 방법으로 수평지반반력계수를 산정하여 기존 제안식과의 상관성을 비교·분석하여 수평지반반력계수에 대한 적정성 및 신뢰성을 규명하였다. 또한, 지반-말뚝 상호작용을 고려한 수치해석을 통하여 지반 및 말뚝특성 변화에 따른 수평지반반력계수의 상관성 및 적용성 분석을 실시하여 신뢰성 있는 수평지반반력계수의 추정식을 제시하였다.
수평재하시험에 의한 수평지반반력계수 분석결과 Chang의 방법으로 산정된 수평지반반력계수가 역해석에 의한 방법에 비해 18~20% 정도로 과소평가 되었다. 하지만, Chang의 방법에 의한 수평지반반력계수는 수평하중이 영향을 미치는 심도인 1/β에서 일정하다는 가정하에서 도출된 식으로 1/β 구간에서의 적용성은 높은 것으로 판단되었다.
그리고 도로교 표준시방서 방법에 의해 수평지반반력계수 산정시 지반의 변형계수는 E=1,400~1,600N 적용시 수평재하시험에 의한 수평지반반력계수와 유사한 범위를 나타내고 있다. 따라서, 도로교 표준시방서 방법 적용시 E=1,400~1,600N를 적용하는 경우 실제 수평지반반력계수의 적정한 평가가 가능할 것으로 판단되었다.
수치해석을 이용한 지반 및 말뚝조건별 수평지반반력계수 분석에서는 지반의 탄성계수 증가에 따른 수평지반반력계수는 지반강성에 비례관계가 있으며, 동일 말뚝직경에 대해서는 지반의 탄성계수 증가에 따른 수평지반반력계수의 증가 기울기는 말뚝직경이 적을수록 증가폭이 큰 것으로 나타나 지반강성 증가에 따른 수평지반반력계수의 증가량은 말뚝강성과는 반비례 관계를 확인할 수 있었다.
말뚝직경에 따른 수평지반반력계수는 말뚝직경 증가에 따라 30~38% 정도 감소하며, 지반의 탄성계수가 적을수록 그 감소폭이 작게 나타났다. 그리고 수평지반반력계수는 말뚝직경에 반비례 관계에 있으며, 말뚝강성에 대해서는 말뚝강성 증가에 따라 수평지반반력계수는 감소하는 경향을 확인할 수 있었다.
지반 및 말뚝조건을 고려한 수평지반반력계수의 추정식은 지반의 탄성계수, 말뚝직경, 말뚝강성의 함수로 구성되며, 탄소성 변형을 고려한 말뚝두부의 기준변위 적용하여 새로운 추정식을 도출할 수 있었다.
Pile is widely used to support foundation from load of superstructure stably. As the behavior of pile under lateral loading like earth pressure and wind pressure has an effect on superstructure, analysis and design for pile under lateral load is very important.
It is important that decision of the c...
Pile is widely used to support foundation from load of superstructure stably. As the behavior of pile under lateral loading like earth pressure and wind pressure has an effect on superstructure, analysis and design for pile under lateral load is very important.
It is important that decision of the coefficient of horizontal subgrade reaction which is a correlation between subgrade reaction and lateral displacement of pile by subgrade reaction analysis for assessing the lateral resistance of piles.
Therefore this study estimates coefficient of horizontal subgrade reaction by using the result of lateral load test and investigates the adequacy and reliability for coefficient of horizontal subgrade reaction. Also, the prediction equation for coefficient of horizontal subgrade reaction could be produced through numerical analysis with soil-pile interaction.
The analytical results of the coefficient of horizontal subgrade reaction with lateral load test showed that coefficient of horizontal subgrade reaction with Chang's method was underestimated about 18∼20% as compared with inverse analysis. But coefficient of horizontal subgrade reaction with Chang's method was applied highly in section 1/β , as coefficient of horizontal subgrade reaction resulted from assumption that coefficient of horizontal subgrade reaction was constant in depth 1/β which lateral load affected. And deformation modulus of foundation by Standard Specifications for Highway Bridges showed E=1,400~1,600N as range of the coefficient of horizontal subgrade reaction. So coefficient of horizontal subgrade reaction is considered that it is possible to evaluate properly with using E=1,400~1,600N in Standard Specifications for Highway Bridges.
As the elastic modulus of foundation has increased, coefficient of horizontal subgrade reaction with numerical method has increased. And as the pile diameter gets smaller, slope of the coefficient of horizontal subgrade reaction by increasing the elastic modulus of foundation gets bigger. So it was found that the negative relationship between increasing of the coefficient of horizontal subgrade reaction and stiffness of pile. As the pile diameter gets increasing, coefficient of horizontal subgrade reaction gets decreasing about 30∼38%. Also, as the elastic modulus of foundation gets smaller , ratio of decreasing gets smaller. And it was found that the negative relationship between increasing of coefficient of horizontal subgrade reaction and diameter of pile. Also, the stiffness of pile gets bigger, coefficient of horizontal subgrade reaction gets smaller.
The prediction equation for coefficient of horizontal subgrade reaction with foundation and pile condition is function which is made up elastic modulus of foundation, diameter of pile and stiffness of pile. And new prediction equation can result from applying criteria deflection of head pile with Plastic-elasticity deformation.
Pile is widely used to support foundation from load of superstructure stably. As the behavior of pile under lateral loading like earth pressure and wind pressure has an effect on superstructure, analysis and design for pile under lateral load is very important.
It is important that decision of the coefficient of horizontal subgrade reaction which is a correlation between subgrade reaction and lateral displacement of pile by subgrade reaction analysis for assessing the lateral resistance of piles.
Therefore this study estimates coefficient of horizontal subgrade reaction by using the result of lateral load test and investigates the adequacy and reliability for coefficient of horizontal subgrade reaction. Also, the prediction equation for coefficient of horizontal subgrade reaction could be produced through numerical analysis with soil-pile interaction.
The analytical results of the coefficient of horizontal subgrade reaction with lateral load test showed that coefficient of horizontal subgrade reaction with Chang's method was underestimated about 18∼20% as compared with inverse analysis. But coefficient of horizontal subgrade reaction with Chang's method was applied highly in section 1/β , as coefficient of horizontal subgrade reaction resulted from assumption that coefficient of horizontal subgrade reaction was constant in depth 1/β which lateral load affected. And deformation modulus of foundation by Standard Specifications for Highway Bridges showed E=1,400~1,600N as range of the coefficient of horizontal subgrade reaction. So coefficient of horizontal subgrade reaction is considered that it is possible to evaluate properly with using E=1,400~1,600N in Standard Specifications for Highway Bridges.
As the elastic modulus of foundation has increased, coefficient of horizontal subgrade reaction with numerical method has increased. And as the pile diameter gets smaller, slope of the coefficient of horizontal subgrade reaction by increasing the elastic modulus of foundation gets bigger. So it was found that the negative relationship between increasing of the coefficient of horizontal subgrade reaction and stiffness of pile. As the pile diameter gets increasing, coefficient of horizontal subgrade reaction gets decreasing about 30∼38%. Also, as the elastic modulus of foundation gets smaller , ratio of decreasing gets smaller. And it was found that the negative relationship between increasing of coefficient of horizontal subgrade reaction and diameter of pile. Also, the stiffness of pile gets bigger, coefficient of horizontal subgrade reaction gets smaller.
The prediction equation for coefficient of horizontal subgrade reaction with foundation and pile condition is function which is made up elastic modulus of foundation, diameter of pile and stiffness of pile. And new prediction equation can result from applying criteria deflection of head pile with Plastic-elasticity deformation.
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