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대심도 연약지반상 마찰말뚝의 주면하중전이 거동 분석
Shear Load Transfer Characteristics of Friction Piles in Deep Soft Clay 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.27 no.10, 2011년, pp.55 - 67  

문준식 (삼성물산 건설부문 토목기술실) ,  백진열 (연세대학교 대학원) ,  정상섬 (연세대학교 사회환경시스템공학부) ,  고준영 (연세대학교 대학원)

초록
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일반적으로 연직하중을 받는 말뚝의 주면하중전이 거동 및 변형해석을 위해 f-w 하중전이 해석법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내 지반조건에 적합한 대심도 마찰말뚝의 주면하중전이 해석을 고찰하였으며, 여러 현장재하시험 자료와 3차원 유한요소해석 및 이론적인 방법 통해 말뚝의 실제 거동에 보다 부합되도록 대심도 마찰말뚝의 f-w곡선을 제안하였다. 제안된 하중전이함수법의 타당성을 검증하기 위하여 현장재하시험 사례와의 비교분석을 수행하였고, 그 결과, 제안된 해석방법은 기존 f-w곡선에 비해 대심도 마찰말뚝의 거동 및 변형 특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다. 또한 대심도 마찰 말뚝지반의 상호작용을 정량적으로 평가하기 위하여 주면하중전이거동에 영향을 주는 인자들을 통한 매개변수 연구를 추가로 수행하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The shear load distribution and deformation of offshore friction piles are investigated using experimental tests and a numerical analysis. Special attention is given to the soil-pile interaction of axially loaded pile. A framework for determining the f-w curve is proposed based on both theoretical a...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 7m, 연암으로 구성되어 있다. 기반암층의 심도가 70m이상이고 기반암의 상부모래자갈층이 매우 조밀한 상태로 모래자갈층을 지지층으로 하는 70여 m의 장대 말뚝 기초를 계획한 현장으로 본 연구의 목적에 적합하다고 판단하였다.
  • 그러나 일반적으로 연약지반에근입된 마찰말뚝의 경우 지하수위 하강 등에 따른 침하 발생이 일어날 수 있고, 이로 인해 부주면마찰력으로 인한 하향력이 발생할 수 있으므로 마찰말뚝의 설계시 이를 고려하여야 한다. 따라서, 본 매개변수 연구에서는 마찰 말뚝의 경우에 대하여 주면하중전이 함수의 차이를 주면 거동에 영향을 미치는 지반 영향인자로 지반의 탄성계수와 포아송비에 대하여 연구를 수행하였다.
  • 본 연구에서는 연직하중을 받는 대심도 연약지반상마찰말뚝의 주면하중전이 거동을 파악하기 위하여 18 본의 걸친 현장재하시험 사례 및 3차원 유한요소 해석 결과를 바탕으로 바탕으로 쌍곡선 형태의 f-w곡선을 제안하였다. 또한 기존 국내 설계에서 많이 사용되는 f-w 곡선과의 비교 분석 및 마찰말뚝 거동에 영향을 주는 인자들의 매개변수 연구를 추가적으로 수행하여 그 적용성 및 타당성을 분석하였다.
  • 본 절에서는 3개의 시험부지에서 수행된 현장재하시혐 사례와의 비교분석을 통하여 본 연구에서 수행된 f-w 곡선의 초기기울기 및 최대단위주면마찰력 산정 기법의 타당성을 검토하였다. 또한 기존 국내 설계에서 많이 사용 되는 &w 곡선(Castelli, 1992; API, 1993; McVay, 1989)을 통한 결과값도 함께 분석하여, 상대적으로 큰 침하가 발생하는 마찰말뚝의 거동 특성 규명하였다.
  • 앞서 2장에서 기술하였듯이 본 연구에서는 연직하중을 받는 마찰말뚝의 지반 연속성 및 주면하중전이 거동특성을 파악하기 위해 3차원 유한요소 해석을 실시하였다. 현장재하시험 또는 실내모형시험으로 명확히 규명하기 어려운 주면하중전이 함수의 영향인자를 분석하기 위하여, 지반의 탄성계수也9, 포아송비(V), 말뚝 길이(L)
  • 여기서, 瑜«는 최대단위주면마찰력이고, KIl(z)는 주면 하중 전이 함수의 초기 접선 기울기로서 일반적인 쌍곡선 f-w 곡선은 KIl와 fmax 값에 의해 그 크기 및 형태가 결정되므로 본 연구에서는 지반의 연속성 및 국내 마찰 말뚝 지지 특성을 고려한 f-W 곡선을 제안하기 위하여 현장 재하시험 결과와 유한요소 해석 결과를 통한 회귀분석 및 이론적인 해법을 바탕으로 이 두 값을 결정하였다.

가설 설정

  • 비교한 것이다. 동재하 시험시 CAPWAP분석으로 말뚝의 극한지지력을 예측하는 것이 일반적이므로 본 연구에서는 극한지지력일 때의 주면마찰력을 최대단위주면 마찰력으로 가정하였다. 실시된 동재하시 험은말뚝 설치 6일 후에 실시된 restrike결과로서, setup 효과를 어느 정도 고려한 것으로 판단된다.
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