얕은기초는 지반에 직접 설치되어 지지력이 발현되는 특성으로 인해 지하수위변화에 따른 상호작용이 발생하며, 이는 지지력저하 및 침하량증가를 유발한다. 지하수위에 의한 영향은 지반의 강도 및 강성도 저하로 대변되며, 얕은기초와의 상호작용 연구는 지반의 비선형을 고려하지 못한 이론적 엄밀해, 선형탄성 기반의 해석적 연구 및 제한적인 실험결과를 통하여 수행되어 왔다. 말뚝지지 전면기초는 무리말뚝의 지지력 및 실질적으로 지반에 접촉되어 지지력 메커니즘을 발현하는 얕은기초의 지지력을 설계에 반영하는 기초형식으로 지지력의 증가, 침하량 억제 등의 장점이 있으나 무리말뚝과 얕은기초 사이에 발생하는 상호작용 및 얕은기초 지지력메커니즘의 불확실성으로 인해 실질적으로 반영되지 못한 설계가 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 지하수위 영향에 따른 얕은기초 거동특성을 분석하기 위하여 ...
얕은기초는 지반에 직접 설치되어 지지력이 발현되는 특성으로 인해 지하수위변화에 따른 상호작용이 발생하며, 이는 지지력저하 및 침하량증가를 유발한다. 지하수위에 의한 영향은 지반의 강도 및 강성도 저하로 대변되며, 얕은기초와의 상호작용 연구는 지반의 비선형을 고려하지 못한 이론적 엄밀해, 선형탄성 기반의 해석적 연구 및 제한적인 실험결과를 통하여 수행되어 왔다. 말뚝지지 전면기초는 무리말뚝의 지지력 및 실질적으로 지반에 접촉되어 지지력 메커니즘을 발현하는 얕은기초의 지지력을 설계에 반영하는 기초형식으로 지지력의 증가, 침하량 억제 등의 장점이 있으나 무리말뚝과 얕은기초 사이에 발생하는 상호작용 및 얕은기초 지지력메커니즘의 불확실성으로 인해 실질적으로 반영되지 못한 설계가 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 지하수위 영향에 따른 얕은기초 거동특성을 분석하기 위하여 사질토지반을 대상으로 실내모형실험 을 수행하였으며, 지반의 상대밀도, 재하하중 조건에서의 지하수위-얕은기초의 상호작용을 규명하였다. 또한 모형실험 결과를 통하여 지지력 및 침하량 산정에 적용가능한 지하수위 영향계수 산정법을 제안하였으 며, 기존 연구에서 고려하지 못하고 있는 지반의 상대밀도 및 재하하중에 따른 지하수위-얕은기초의 상호작용을 수식화하여 얕은 기초 설계에 반영하였다. 말뚝기초와 얕은기초의 지지력메커니즘 중첩에 의한 다양한 상호작용을 분석하기 위해 말뚝지지전면기초, 무리말뚝 기초, 단독 말뚝기초, 전면기초를 대상으로 사질토 및 점성토지반 조건에서 원심모형시험을 수행하였으며, 상호작용에 의한 지지력 메커니즘 변화를 각각의 무리말뚝, 무리말뚝-전면기초, 전면기초-무리말뚝의 상호작용으로 규명하여 다양한 말뚝지지 전면기초 상호작용 계수를 제안하였다. 말뚝지지 전면기초의 상호작용은 점성토 및 사질토지반 조건에 따라 다르게 나타나고 있으며, 전면기초의 하중분담특성은 점성토지반에서 더욱 크게 작용하는 것으로 확인되었다. 또한 말뚝지지 전면기초내의 개별말뚝의 거동에서도 점성토 및 사질토 지반조건에 따라 다르게 나타나는 것을 확인하였으며, 점성토의 경우 모서리에 위치한 말뚝기초에서 사질토의 경우 가장자리에 위치한 말뚝기초에서 가장 큰 지지력이 발현되었다.
얕은기초는 지반에 직접 설치되어 지지력이 발현되는 특성으로 인해 지하수위변화에 따른 상호작용이 발생하며, 이는 지지력저하 및 침하량증가를 유발한다. 지하수위에 의한 영향은 지반의 강도 및 강성도 저하로 대변되며, 얕은기초와의 상호작용 연구는 지반의 비선형을 고려하지 못한 이론적 엄밀해, 선형탄성 기반의 해석적 연구 및 제한적인 실험결과를 통하여 수행되어 왔다. 말뚝지지 전면기초는 무리말뚝의 지지력 및 실질적으로 지반에 접촉되어 지지력 메커니즘을 발현하는 얕은기초의 지지력을 설계에 반영하는 기초형식으로 지지력의 증가, 침하량 억제 등의 장점이 있으나 무리말뚝과 얕은기초 사이에 발생하는 상호작용 및 얕은기초 지지력메커니즘의 불확실성으로 인해 실질적으로 반영되지 못한 설계가 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 지하수위 영향에 따른 얕은기초 거동특성을 분석하기 위하여 사질토지반을 대상으로 실내모형실험 을 수행하였으며, 지반의 상대밀도, 재하하중 조건에서의 지하수위-얕은기초의 상호작용을 규명하였다. 또한 모형실험 결과를 통하여 지지력 및 침하량 산정에 적용가능한 지하수위 영향계수 산정법을 제안하였으 며, 기존 연구에서 고려하지 못하고 있는 지반의 상대밀도 및 재하하중에 따른 지하수위-얕은기초의 상호작용을 수식화하여 얕은 기초 설계에 반영하였다. 말뚝기초와 얕은기초의 지지력메커니즘 중첩에 의한 다양한 상호작용을 분석하기 위해 말뚝지지전면기초, 무리말뚝 기초, 단독 말뚝기초, 전면기초를 대상으로 사질토 및 점성토지반 조건에서 원심모형시험을 수행하였으며, 상호작용에 의한 지지력 메커니즘 변화를 각각의 무리말뚝, 무리말뚝-전면기초, 전면기초-무리말뚝의 상호작용으로 규명하여 다양한 말뚝지지 전면기초 상호작용 계수를 제안하였다. 말뚝지지 전면기초의 상호작용은 점성토 및 사질토지반 조건에 따라 다르게 나타나고 있으며, 전면기초의 하중분담특성은 점성토지반에서 더욱 크게 작용하는 것으로 확인되었다. 또한 말뚝지지 전면기초내의 개별말뚝의 거동에서도 점성토 및 사질토 지반조건에 따라 다르게 나타나는 것을 확인하였으며, 점성토의 경우 모서리에 위치한 말뚝기초에서 사질토의 경우 가장자리에 위치한 말뚝기초에서 가장 큰 지지력이 발현되었다.
A fundamental study of shallow foundations and piled rafts considering the changes in groundwater table and pilled raft interaction effects was performed based on a theoretical analysis, laboratory and centrifuge load tests. The emphasis was on the analysis of load-carrying behavior of shallow- and ...
A fundamental study of shallow foundations and piled rafts considering the changes in groundwater table and pilled raft interaction effects was performed based on a theoretical analysis, laboratory and centrifuge load tests. The emphasis was on the analysis of load-carrying behavior of shallow- and piled-raft foundations by considering soil-structure interactions with groundwater table and in piled-raft. A series of model load tests, specifically equipped with the hydraulically-controlled system to simulate various ground water level (GWL) conditions, were conducted to investigate the effect of GWL on the load-settlement of footing placed on sands. It is clearly shown that the load carrying capacities of footing decrease and the settlements of footing increase as the rise of GWL. GWL correction factor Cw for bearing capacity and Sw for settlement of footing shows state-dependent and non-linear variations with GWL and load level on footing. Based on the test results, design equations that can be used to evaluate the groundwater level effects on the bearing capacity and settlement of shallow foundation were proposed. The cone penetration tests (CPT) were conducted to further characterize the test specimens prepared in the chamber and analyze the correlation between cone resistance (qc) and load capacities of footing with soil conditions and GWL cases. A series of centrifuge load tests were conducted using different types of model foundations for sand and clay soils. Single pile, group piles, piled raft and unpiled raft were adopted in the tests to analyze various piled rafts interaction effects between pile-soil-pile, pile-soil-raft ( r), and raft-soil-pile. From test results, it is seen that the piled raft interaction effects and load carrying behavior of piled raft are significantly different from sand and clay soils. For clay soils, the values of r gradually decreased with settlement for both soft and stiff, and the load carrying capacities of Pc and Pi were highest and lowest. For sand soils, however, r decreased markedly within the initial settlement range for sand, and the edge (Pe) and corner (Pc) piles showed the highest and lowest load carrying capacities. Correlations to cone resistance were analyzed and presented for the base and shaft resistance of piles for piled rafts for clay soil. The mobilized factor of safety for raft was always higher than of piles and piled raft due to less mobilized load carrying capacity of raft.
A fundamental study of shallow foundations and piled rafts considering the changes in groundwater table and pilled raft interaction effects was performed based on a theoretical analysis, laboratory and centrifuge load tests. The emphasis was on the analysis of load-carrying behavior of shallow- and piled-raft foundations by considering soil-structure interactions with groundwater table and in piled-raft. A series of model load tests, specifically equipped with the hydraulically-controlled system to simulate various ground water level (GWL) conditions, were conducted to investigate the effect of GWL on the load-settlement of footing placed on sands. It is clearly shown that the load carrying capacities of footing decrease and the settlements of footing increase as the rise of GWL. GWL correction factor Cw for bearing capacity and Sw for settlement of footing shows state-dependent and non-linear variations with GWL and load level on footing. Based on the test results, design equations that can be used to evaluate the groundwater level effects on the bearing capacity and settlement of shallow foundation were proposed. The cone penetration tests (CPT) were conducted to further characterize the test specimens prepared in the chamber and analyze the correlation between cone resistance (qc) and load capacities of footing with soil conditions and GWL cases. A series of centrifuge load tests were conducted using different types of model foundations for sand and clay soils. Single pile, group piles, piled raft and unpiled raft were adopted in the tests to analyze various piled rafts interaction effects between pile-soil-pile, pile-soil-raft ( r), and raft-soil-pile. From test results, it is seen that the piled raft interaction effects and load carrying behavior of piled raft are significantly different from sand and clay soils. For clay soils, the values of r gradually decreased with settlement for both soft and stiff, and the load carrying capacities of Pc and Pi were highest and lowest. For sand soils, however, r decreased markedly within the initial settlement range for sand, and the edge (Pe) and corner (Pc) piles showed the highest and lowest load carrying capacities. Correlations to cone resistance were analyzed and presented for the base and shaft resistance of piles for piled rafts for clay soil. The mobilized factor of safety for raft was always higher than of piles and piled raft due to less mobilized load carrying capacity of raft.
주제어
#얕은기초 지하수위 말뚝지지 전면기초 지하수위 영향계수 말뚝지지 전면기초 상호작용 원심모형실험 shallow foundation piled raft ground water effect hydraulically-controlled system centrifuge test piled raft interaction
학위논문 정보
저자
박동규
학위수여기관
Graduate School, Yonsei University
학위구분
국내박사
학과
Dept. of Civil & Environmental Engineering
지도교수
Junhwan Lee
발행연도
2016
총페이지
xix, 190 p.
키워드
얕은기초 지하수위 말뚝지지 전면기초 지하수위 영향계수 말뚝지지 전면기초 상호작용 원심모형실험 shallow foundation piled raft ground water effect hydraulically-controlled system centrifuge test piled raft interaction
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