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강널말뚝의 횡방향 진동모델에 대한 매개변수 연구
Parametric Study on Lateral Vibration Model of Steel Sheet Pile 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.11 no.3, 2010년, pp.1047 - 1052  

이승현 (선문대학교 토목공학과) ,  김병일 (명지대학교 토목환경공학과) ,  김주철 (삼성물산) ,  김정환 (삼성물산)

초록
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이 연구에서는 진동타입기에 의해 시공되는 강널말뚝의 횡방향진동모델에 대해 횡방향스프링상수를 달리하여 횡방향진동에 따른 에너지손실 및 하중감소계수에 미치는 영향을 살펴보았다. 강널말뚝의 자유길이에 따른 에너지손실과 하중감소계수는 계산에서 고려한 횡방향스프링상수의 크기에 관계없이 강널말뚝의 휨강성보다는 편심거리의 크기에 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 그리고 계산에서 고려한 횡방향 스프링상수값, 10000N/m 이상일 경우 말뚝의 자유길이에 따른 하중감소계수가 수렴함을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Influence of lateral spring constant on energy dissipation and load reduction factor with erespect to lateral vibration of steel sheet pile installed by vibratory pile driver. Energy dissipation and load reduction factor varying with free length of steel sheet pile are more affected by eccentricity ...

주제어

#Lateral Vibration Model   #Lateral Spring Constant   #Energy Dissipation   #Load Reduction Factor  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 말뚝의 횡방향 진동에 따른 에너지손실을 산정하기 위해 제안된 모델에 대해서 횡방향 스프링상수, 강널말뚝 그리고 진동타입기 종류에 따른 횡방향 에너지손실을 분석해 보고자 하였다.
  • 이 연구에서는 진동타입기에 의해 시공되는 강널말뚝의 횡방향진동을 모사할 수 있는 모델에 대해 에너지손실에 미치는 인자의 매개변수 연구를 수행하여 그 결과를 관입속도 예측기법에 반영할 방안을 모색하고자 하였다.
  • 횡방향 에너지손실에 미치는 횡방향 스프링상수의 영향을 알아보기 위해 4종류의 진동타입기와 3종류의 강널말뚝을 고려해 보았다. 해석에 고려한 강널말뚝은 KS F4604에 규정되어 있는 3종류인데 그 제원은 표 1과 같으며 길이는 양산길이인 12m로 가정하였다.

가설 설정

  • 횡방향 에너지손실에 미치는 횡방향 스프링상수의 영향을 알아보기 위해 4종류의 진동타입기와 3종류의 강널말뚝을 고려해 보았다. 해석에 고려한 강널말뚝은 KS F4604에 규정되어 있는 3종류인데 그 제원은 표 1과 같으며 길이는 양산길이인 12m로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
진동타입기는 크게 어떻게 구성되어 있는가? 강널말뚝의 시공에 주로 사용되는 진동타입기의 기본적인 구조는 그림 1에서와 같다. 그림 1에 나타나 있는 바와 같이 진동타입기는 크게 사하중(bias mass)과 기진블럭(exciter block)으로 구성되어 있으며 기진블럭 내부에 있고 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 편심질량체의 회전운동에 의해 진동타입기의 연직운동이 가능하게 되고 말뚝이 지중에 관입되게 된다. 진동타입기에 의해 시공되는 강널말뚝과 관련해서 주된 관심사는 관입속도(rate of penetration)가 되는데 현재까지 몇몇 예측기법이 개발된 바 있다[1-3].
횡방향 에너지손실에 미치는 횡방향 스프링상수의 영향을 알아보기 위해 해석에 고려한 강널말뚝은 어디에 규정되어 있는가? 횡방향 에너지손실에 미치는 횡방향 스프링상수의 영향을 알아보기 위해 4종류의 진동타입기와 3종류의 강널말뚝을 고려해 보았다. 해석에 고려한 강널말뚝은 KS F4604에 규정되어 있는 3종류인데 그 제원은 표 1과 같으며 길이는 양산길이인 12m로 가정하였다.
진동타입기에 의해 시공되는 강널말뚝과 관련된 주 관심사는 무엇인가? 그림 1에 나타나 있는 바와 같이 진동타입기는 크게 사하중(bias mass)과 기진블럭(exciter block)으로 구성되어 있으며 기진블럭 내부에 있고 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 편심질량체의 회전운동에 의해 진동타입기의 연직운동이 가능하게 되고 말뚝이 지중에 관입되게 된다. 진동타입기에 의해 시공되는 강널말뚝과 관련해서 주된 관심사는 관입속도(rate of penetration)가 되는데 현재까지 몇몇 예측기법이 개발된 바 있다[1-3]. 이러한 기존의 예측기법에 의해 강널말뚝의 관입속도를 예측할 경우 얕은 관입깊이에 대해서 관입속도를 과대하게 예측하게 되는데 Viking[4]은 그 이유를 말뚝의 초기 관입시 지표면 위로의 말뚝부분의 횡방향진동에 의해 진동타입기에 전달되는 에너지의 상당부분이 손실되기 때문으로 설명하고 있다.
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참고문헌 (5)

  1. Holeyman, A., "An Analytical Model-Based Computer Program to Evalaute the Penetration Speed of Vibratory Driven Sheet Piles", Research report prepared for BBRI, HYPERVIB1, pp.23, 1993. 

  2. Wong, D., O'Neill, M. W. and Vipulanandan, C., "Modelling of Vibratory Pile Driving in Sand", International Journal for numerical and analytical methods in geomechanics, Vol. 16, No. 4, pp. 189-210, 1992. 

    상세보기 crossref

  3. Vanden Berghe, J-F., Holeyman, A., "Comparison of two models to evaluate the behavior of a vibratory driven sheet pile", XIth Young Geotechnical Engineers Conference., Geotechnical Engineers and Computers., September 24-27, Madrid, Spain, pp.60-72, 1997. 

  4. Viking, K., "Vibro-Driveability -A Field Study of Vibratory Driven Sheet Piles in Non-Cohesive Soils", Ph.D thesis 1002, Department of Civil and Architectural Eng., Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm, Sweden, pp. 281, 2002. 

  5. 이승현, 임남규, 김병일, "콘관입시험결과를 이용한 널말뚝의 관입속도 예측기법 개발", 한국지반공학회논문집, 제 23권, 제 12호, pp. 53-60, 2007. 

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