본 연구에서는 조밀한 건조 사질토 지반에서 단말뚝 및 $3{\times}3$ 군말뚝에 대해 정현파를 이용하여 동적 원심모형실험을 수행하였으며, 군말뚝의 경우 말뚝 중심간격을 지름의 3배, 5배, 7배로 변화시켜 실험을 실시하였다. 실험 결과로 얻은 단말뚝과 군말뚝의 동적 p-y 곡선들을 비교하여, 말뚝 중심 간격 및 군말뚝 말뚝 위치에 따른 말뚝의 동적 군말뚝 효과를 분석하였다. 분석 결과, 첫 번째 열과 세 번째 열의 말뚝인 측면 말뚝에서 유사한 동적 p-y 거동이 나타났으며, 두 번째 열 말뚝들은 측면 말뚝들에 비해 지반반력 감소 효과가 작게 나타났다. 또한, 두 번째 열 내에서 말뚝 위치에 따른 동적 p-y 거동을 비교한 결과, 두 번째 열의 바깥 말뚝에서 중앙 말뚝보다 지반반력 감소 효과가 크게 나타났다. 실험 결과를 바탕으로 제안된 말뚝 중심 간격에 따른 p-승수 값은 측면 말뚝에서 0.28 ~ 0.77, 중앙 말뚝에서 0.55 ~ 1.0, 바깥 말뚝에서 0.39 ~ 0.87로 나타났다.
본 연구에서는 조밀한 건조 사질토 지반에서 단말뚝 및 $3{\times}3$ 군말뚝에 대해 정현파를 이용하여 동적 원심모형실험을 수행하였으며, 군말뚝의 경우 말뚝 중심간격을 지름의 3배, 5배, 7배로 변화시켜 실험을 실시하였다. 실험 결과로 얻은 단말뚝과 군말뚝의 동적 p-y 곡선들을 비교하여, 말뚝 중심 간격 및 군말뚝 말뚝 위치에 따른 말뚝의 동적 군말뚝 효과를 분석하였다. 분석 결과, 첫 번째 열과 세 번째 열의 말뚝인 측면 말뚝에서 유사한 동적 p-y 거동이 나타났으며, 두 번째 열 말뚝들은 측면 말뚝들에 비해 지반반력 감소 효과가 작게 나타났다. 또한, 두 번째 열 내에서 말뚝 위치에 따른 동적 p-y 거동을 비교한 결과, 두 번째 열의 바깥 말뚝에서 중앙 말뚝보다 지반반력 감소 효과가 크게 나타났다. 실험 결과를 바탕으로 제안된 말뚝 중심 간격에 따른 p-승수 값은 측면 말뚝에서 0.28 ~ 0.77, 중앙 말뚝에서 0.55 ~ 1.0, 바깥 말뚝에서 0.39 ~ 0.87로 나타났다.
In this study, a series of centrifuge shaking-table tests for a $3{\times}3$ group pile and a single pile applied by sinusoidal wave was performed in dry sand for various pile spacings, ranging from three to seven times the pile diameter. A comparison of centrifuge tests of both single pi...
In this study, a series of centrifuge shaking-table tests for a $3{\times}3$ group pile and a single pile applied by sinusoidal wave was performed in dry sand for various pile spacings, ranging from three to seven times the pile diameter. A comparison of centrifuge tests of both single pile and group pile showed that the lateral ground response of the group pile was smaller than that of the single pile. In addition, the reduction in subgrade reaction for the group pile increased with decreasing pile spacing. The side piles, that is, the 1st row and 3rd row piles showed identical dynamic p-y behavior and the center pile in the 2nd row caused a lower reduction effect compared with the 1st and 3rd row piles. From the comparison between the p-y curves of the 2nd row piles, it was found that the lateral ground response of the outer pile in the 2nd row was less than that of the center pile in the 2nd row. The p-multipliers for the side piles, for the center pile and for the outer pile ranged from 0.28 to 0.77, from 0.55 to 1.0 and from 0.39 to 0.87, respectively.
In this study, a series of centrifuge shaking-table tests for a $3{\times}3$ group pile and a single pile applied by sinusoidal wave was performed in dry sand for various pile spacings, ranging from three to seven times the pile diameter. A comparison of centrifuge tests of both single pile and group pile showed that the lateral ground response of the group pile was smaller than that of the single pile. In addition, the reduction in subgrade reaction for the group pile increased with decreasing pile spacing. The side piles, that is, the 1st row and 3rd row piles showed identical dynamic p-y behavior and the center pile in the 2nd row caused a lower reduction effect compared with the 1st and 3rd row piles. From the comparison between the p-y curves of the 2nd row piles, it was found that the lateral ground response of the outer pile in the 2nd row was less than that of the center pile in the 2nd row. The p-multipliers for the side piles, for the center pile and for the outer pile ranged from 0.28 to 0.77, from 0.55 to 1.0 and from 0.39 to 0.87, respectively.
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제안 방법
하중의 진동수가 동적 p-승수에 영향을 미치지 않는다는 기존 연구 결과(NCHRP, 2001)에 따라 원형기준 1Hz인 정현파만을 이용하여 실험을 수행하였다. 군말뚝 실험과 동일한 조건에서 단말뚝 실험을 수행하여 군말뚝의 실험결과와 비교하였으며, 단말뚝의 상부하중은 군말뚝 내 단일 말뚝이 분담하는 하중과 동일하도록 제작하였다.
군말뚝에서 말뚝의 위치에 따른 동적 거동 차이를 다양한 실험 조건에서 비교하기 위하여 0.8D(40cm)깊이에서 동적 p-y 곡선의 최대 지반 반력점을 이용하였다. 최대 지반반력점이란, 동적 p-y 곡선(그림 6, 7)에서 최대 지반반력이 발생하는 꼭지점을 의미하며 각 가속도 조건에서 얻은 최대 지반반력점을 그림 9에 도시하였다.
동적 p-승수를 산정하기 위하여, 앞에서 산정한 최대지반 반력점들을 연결하여 동적 p-y 중추곡선(Ting, 1987, 양의규, 2011)을 구축하였는데, 이를 위하여, 각 실험 조건 별로 찾아낸 깊이별 동적 p-y 곡선의 최대 지반반력 점들을 Kondner(1963)가 제안한 쌍곡선 함수(식 3)를 이용하여 근사적으로 연결하였으며, 쌍곡선 함수를 산정하기 위하여 컴퓨터 프로그램을 통해 비선형 외삽을 수행하였다.
그림 10에 말뚝 위치별 단말뚝과 군말뚝의 최대 지반 반력 점들과 이를 식 (3)을 이용하여 외삽한 p-y 중추곡선을 도시하였다. 모든 변위에서의 p-승수 산정은 불가능하므로 도로교 설계기준(2001)에서의 말뚝 탄성 한계인 말뚝 직경 1% 변위와 극한 지반 반력에서의 동적 p승수를 산정하였다. 단, 그림 10(b)와 같이 군말뚝 내 개별말뚝의 지반반력이 단말뚝 보다 크게 나타난 말뚝 중심간격 7D 조건의 중앙 말뚝의 경우, 군말뚝에서 횡방향 지반반력의 감소를 나타내는 p-승수로 1보다 큰 값을 적용하기에는 무리가 있다고 판단하여, 보수적인 값으로 p-승수를 1로 제한하였다(양의규 등, 2010).
모형 말뚝은 알루미늄 관으로 제작되었으며, 모형 말뚝의 제원은 표 2와 같다. 모형 군말뚝의 상부질량은 상부질량이 1,000t인 원형을 모사하기 위하여 상사비를 적용한 결과 4.5kg으로 결정하였으며, 단말뚝의 상부하중은 군말뚝내 개별말뚝이 분담하는 하중과 동일하도록 제작하였다. 말뚝 직경은 시료 평균입경(D50)의 60배로 말뚝 직경이 평균입경(D50)의 35배 이상이 되면 원심모형실험에서 입자 크기가 말뚝에 미치는 영향이 없다는 Ovesen(1979)의 기준을 만족시켰다.
모형 지반은 Hammer Crusher 공정에 의해 인공적으로 생산한 규사를 이용하여 조성하였으며 사용된 규사의 입도분포 곡선 및 물리적 특성을 그림 1과 표 1에 각각 나타내었다. 본 연구에서 사용된 규사는 소성지수(PI)가 0인 모래로서, 평균입경(D50)이 약 0.
본 연구에서 제안한 동적 p-승수를 국내외에서 기존에 제시되었던 정적 p-승수와 비교해 보았다. 우리나라의 경우 중약진 지대에 속하므로 작은 말뚝 변위에서 산정한 p-승수 값을 이용하는 것이 타당할 것으로 판단되어, 말뚝 직경 1% 변위에서 산정한 p-승수를 기존의 p-승수와 비교하였다.
본 연구에서는 건조 사질토 지반에서 단말뚝 및 중심 간격을 말뚝 지름의 3배, 5배, 7배로 변화시킨 3 × 3 군말뚝에 대해 정현파를 이용하여 동적 원심모형실험을 수행하였으며, 실험에서 얻은 동적 p-y 곡선을 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
본 장에서는 동적 p-y 곡선의 작성방법을 설명하고 이를 통해 얻은 단말뚝과 군말뚝에 대한 실험 결과를 비교하였으며, 비교를 위한 모든 결과는 상사비 40을 적용하여 원형의 값으로 나타내었다.
그림 3과 같이 모형 말뚝은 암반 근입 말뚝을 모사하기 위해 토조 바닥면에 고정시켰으며 상부질량은 지표면으로부터 10cm 높이에 위치시켰다. 실제 말뚝의 경우, 말뚝 캡이 토사지반에 근입되어 있는 경우가 많지만 본 연구에서는 비선형영역에서의 말뚝 거동을 확인하기 위해 상대적으로 큰 말뚝 변위가 요구되어 지반과 말뚝 캡을 분리시켰다. 지진하중이 작용하는 방향의 양끝에 위치한 두 개의 측면 말뚝과 한가운데 위치한 중앙 말뚝, 그리고 중앙 말뚝으로부터 진동하중방향의 직각 방향에 위치한 바깥 말뚝에서 진동 중 발생하는 깊이에 따른 모멘트 분포를 알기 위하여 깊이 방향으로 6쌍의 스트레인 게이지를 부착하였으며, 각각의 게이지와 동일한 깊이에서 자유장 지반변위를 측정하기 위한 가속도계를 설치하였다.
이에 본 연구에서는 조밀한 건조 사질토 지반을 조성하고, 군말뚝의 중심 간격을 말뚝 직경의 3배, 5배, 7배의 세 가지 경우로 달리하며 정현파를 이용하여 현장의 구속압을 적절히 모사할 수 있는 동적 원심 모형실험을 수행하였다. 실험 결과로 얻은 동적 p-y 곡선들을 비교하여 말뚝 간격 및 군말뚝 내 말뚝 위치에 따른 동적 군말뚝 효과를 분석하였으며, 이를 정량적으로 평가할 수 있는 동적 p-승수를 산정하고자 하였다.
실험 조건을 표 3에 요약하였는데, 말뚝중심간 간격을 말뚝 지름의 3, 5, 7배로 달리하였고, 지반은 자동 강사장치를 이용하여 상대밀도 80%의 조밀한 건조토 지반을 균일하게 조성하였다. 진동하중으로는 정현파를 가하였으며, 입력한 진동 하중의 가속도 크기는 0.
앞에서 기술한 방법에 따라 동적 p-y 곡선을 작성하고, 말뚝 중심간격과 군말뚝 내 말뚝의 위치에 따른 동적 p-y 곡선의 차이를 분석하여 여러 인자들이 동적 군말뚝 효과에 미치는 영향을 알아내었다. 단말뚝의 동적 p-y 곡선과 각 열 별 말뚝의 동적 p-y 곡선을 비교하여 그림 6과 7에 도시하였는데, 말뚝 중심간 간격 3D(D:말뚝 직경) 실험의 경우 3번 말뚝(그림 3 참조)이 계측기의 이상으로 각 그림에서 누락되었다.
본 연구에서 제안한 동적 p-승수를 국내외에서 기존에 제시되었던 정적 p-승수와 비교해 보았다. 우리나라의 경우 중약진 지대에 속하므로 작은 말뚝 변위에서 산정한 p-승수 값을 이용하는 것이 타당할 것으로 판단되어, 말뚝 직경 1% 변위에서 산정한 p-승수를 기존의 p-승수와 비교하였다. 그림 11에서는 US Army(1993), Reese 등(1996), NCHRP(2001), AASHTO(2010), 그리고 국내 항만 및 어항 시설의 내진설계 표준서(1999)에서 각각의 말뚝 위치 별로 선두 말뚝과 첫번째 배후 말뚝 및 두번째 배후 말뚝에 대해 제안한 p-승수를 본 논문에서 제안한 동적 p-승수를 비교해 보았다.
이에 본 연구에서는 조밀한 건조 사질토 지반을 조성하고, 군말뚝의 중심 간격을 말뚝 직경의 3배, 5배, 7배의 세 가지 경우로 달리하며 정현파를 이용하여 현장의 구속압을 적절히 모사할 수 있는 동적 원심 모형실험을 수행하였다. 실험 결과로 얻은 동적 p-y 곡선들을 비교하여 말뚝 간격 및 군말뚝 내 말뚝 위치에 따른 동적 군말뚝 효과를 분석하였으며, 이를 정량적으로 평가할 수 있는 동적 p-승수를 산정하고자 하였다.
실제 말뚝의 경우, 말뚝 캡이 토사지반에 근입되어 있는 경우가 많지만 본 연구에서는 비선형영역에서의 말뚝 거동을 확인하기 위해 상대적으로 큰 말뚝 변위가 요구되어 지반과 말뚝 캡을 분리시켰다. 지진하중이 작용하는 방향의 양끝에 위치한 두 개의 측면 말뚝과 한가운데 위치한 중앙 말뚝, 그리고 중앙 말뚝으로부터 진동하중방향의 직각 방향에 위치한 바깥 말뚝에서 진동 중 발생하는 깊이에 따른 모멘트 분포를 알기 위하여 깊이 방향으로 6쌍의 스트레인 게이지를 부착하였으며, 각각의 게이지와 동일한 깊이에서 자유장 지반변위를 측정하기 위한 가속도계를 설치하였다. 그림 3(b)와 같이 스트레인 게이지를 부착한 각 말뚝을 1번 말뚝, 2번 말뚝, 3번 말뚝, 4번 말뚝으로 명명하였으며, 설명 상 편의를 위하여 지진하중이 작용하는 방향의 양 끝열에 위치한 1번 말뚝과 3번 말뚝을 측면 말뚝으로, 가운데 열의 중앙에 위치한 2번 말뚝을 중앙 말뚝으로, 그리고 중앙 말뚝과 하중방향의 직각방향으로 위치한 4번 말뚝을 바깥 말뚝으로 정의하였다.
실험 조건을 표 3에 요약하였는데, 말뚝중심간 간격을 말뚝 지름의 3, 5, 7배로 달리하였고, 지반은 자동 강사장치를 이용하여 상대밀도 80%의 조밀한 건조토 지반을 균일하게 조성하였다. 진동하중으로는 정현파를 가하였으며, 입력한 진동 하중의 가속도 크기는 0.04g～0.3g로 변화시켰다. 하중의 진동수가 동적 p-승수에 영향을 미치지 않는다는 기존 연구 결과(NCHRP, 2001)에 따라 원형기준 1Hz인 정현파만을 이용하여 실험을 수행하였다.
대상 데이터
그림 2와 같이 길이 70cm의 3×3 모형 군말뚝 및 단말뚝을 제작하여 실험을 수행하였으며, 이는 원형 기준으로 28m이다.
그림 2와 같이 길이 70cm의 3×3 모형 군말뚝 및 단말뚝을 제작하여 실험을 수행하였으며, 이는 원형 기준으로 28m이다. 모형 말뚝은 알루미늄 관으로 제작되었으며, 모형 말뚝의 제원은 표 2와 같다. 모형 군말뚝의 상부질량은 상부질량이 1,000t인 원형을 모사하기 위하여 상사비를 적용한 결과 4.
본 연구는 KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology)에 위치한 지오센트리퓨지 실험센터에서 동적 원심 모형 실험기를 이용하여 원심가속도 40g 조건에서 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 모형 토조는 ESB(Equivalent Shear Beam) 상자로서 모형 토조의 크기는 길이 49cm, 폭 49cm, 높이 63cm 이다.
모형 지반은 Hammer Crusher 공정에 의해 인공적으로 생산한 규사를 이용하여 조성하였으며 사용된 규사의 입도분포 곡선 및 물리적 특성을 그림 1과 표 1에 각각 나타내었다. 본 연구에서 사용된 규사는 소성지수(PI)가 0인 모래로서, 평균입경(D50)이 약 0.22mm, 균등계수(Cu)가 1.96으로 통일분류법에 의해 SP로 분류된다.
본 연구는 KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology)에 위치한 지오센트리퓨지 실험센터에서 동적 원심 모형 실험기를 이용하여 원심가속도 40g 조건에서 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 모형 토조는 ESB(Equivalent Shear Beam) 상자로서 모형 토조의 크기는 길이 49cm, 폭 49cm, 높이 63cm 이다. ESB 상자는 층이 고무 버클로 연결되어 있어 지반의 변형만큼 토조가 변형되며 반사파에 의한 경계효과를 줄여주는 작용을 한다.
데이터처리
우리나라의 경우 중약진 지대에 속하므로 작은 말뚝 변위에서 산정한 p-승수 값을 이용하는 것이 타당할 것으로 판단되어, 말뚝 직경 1% 변위에서 산정한 p-승수를 기존의 p-승수와 비교하였다. 그림 11에서는 US Army(1993), Reese 등(1996), NCHRP(2001), AASHTO(2010), 그리고 국내 항만 및 어항 시설의 내진설계 표준서(1999)에서 각각의 말뚝 위치 별로 선두 말뚝과 첫번째 배후 말뚝 및 두번째 배후 말뚝에 대해 제안한 p-승수를 본 논문에서 제안한 동적 p-승수를 비교해 보았다. 그래프를 비교해 본 결과, Reese 등(1996)이 제안한 p-승수는 본 논문에서 제안한 동적 p-승수보다 최대 3배 정도 과다 예측하고 있다.
이론/모형
깊이별 모멘트 분포 곡선은 총 6곳의 깊이에서 계측된 모멘트 자료에 cubic spline 보간 방법을 적용하여 구하였다(Dou & Byrne, 1996).
3g로 변화시켰다. 하중의 진동수가 동적 p-승수에 영향을 미치지 않는다는 기존 연구 결과(NCHRP, 2001)에 따라 원형기준 1Hz인 정현파만을 이용하여 실험을 수행하였다. 군말뚝 실험과 동일한 조건에서 단말뚝 실험을 수행하여 군말뚝의 실험결과와 비교하였으며, 단말뚝의 상부하중은 군말뚝 내 단일 말뚝이 분담하는 하중과 동일하도록 제작하였다.
성능/효과
(1) 단말뚝과 군말뚝의 실험 동적 p-y 곡선을 비교한 결과, 진동방향의 양 끝열에 위치한 측면 말뚝에서 유사한 동적 p-y 거동이 나타났으며 이는 본 실험에서 이용한 정현파의 경우 동일한 관성력이 진동 하중이 가해지는 양쪽 방향으로 번갈아 가며 발생하기 때문으로 판단된다.
(2) 가운데 열 말뚝에서 측면 말뚝보다 지반반력 감소 효과가 작게 나타났는데, 이는 진동 방향에 따라 측면 말뚝이 선두말뚝 혹은 최배후 말뚝으로 거동을 하게 되어 그림자 효과(Shadow effect)에 의한 지반 반력 감소 효과가 크게 발생했기 때문이라고 판단된다. 또한, 가운데 열 내에서 중앙 말뚝이 바깥 말뚝보다 지반 반력 감소효과가 작게 나타났는데 이는 작용 하중의 수직방향으로도 군효과가 발생하기 때문이며, 군효과 발생 정도는 하중의 작용방향에 비하여 작게 나타났다.
(3) 단말뚝과 군말뚝 각각의 동적 p-y 중추곡선을 이용 하여 극한지반반력과 말뚝 직경 1% 변위에서의 지반반력을 기준으로 동적 p-승수를 각각 산정하였다. 말뚝 간격에 따라 p-승수 값은 양 끝열에 위치한 측면 말뚝에서 0.
그림 11에서는 US Army(1993), Reese 등(1996), NCHRP(2001), AASHTO(2010), 그리고 국내 항만 및 어항 시설의 내진설계 표준서(1999)에서 각각의 말뚝 위치 별로 선두 말뚝과 첫번째 배후 말뚝 및 두번째 배후 말뚝에 대해 제안한 p-승수를 본 논문에서 제안한 동적 p-승수를 비교해 보았다. 그래프를 비교해 본 결과, Reese 등(1996)이 제안한 p-승수는 본 논문에서 제안한 동적 p-승수보다 최대 3배 정도 과다 예측하고 있다. 반면 US Army(1993)와 NCHRP(2001), 그리고 국내 항만 및 어항 시설의 내진설계 표준서(1999)에서 제안한 p-승수는 말뚝 위치별로 차이가 없으며, US Army(1993)에서 제안한 p-승수는 전반적으로 지나치게 보수적인 값으로 판단된다.
그림 6과 7의 결과에서 확인한 바와 같이 측면 말뚝(1번& 3번 말뚝)들은 유사한 모멘트 시간이력을 보이고 있으며, 중앙 말뚝(2번 말뚝)의 경우 측면 말뚝보다 약 18% 큰 모멘트가 발생하는 것으로 나타났다.
87의 값을 나타냈다. 말뚝 간격이 작을수록 p-승수가 감소하는 것으로 나타났으며, 말뚝 간격 7D에서는 측면 말뚝에서 비교적 큰 군말뚝 효과가 발생한 반면, 중앙 말뚝에서는 군말뚝 효과가 발생하지 않았다.
8배)에서의 군말뚝 및 단말뚝의 실험 동적 p-y 곡선을 보여준다. 말뚝의 변위는 52cm인 말뚝 직경의 1% 내외로 작게 발생하였으며, 단말뚝과 군말뚝의 실험 동적 p-y 곡선을 비교하면 군효과에 의한 지반-말뚝 시스템의 강성 감소 효과를 확인할 수 있다. 단말뚝과 군말뚝의 강성차이는 말뚝 중심 간격이 작을수록 크게 나타났으며 말뚝 중심간 간격이 7D인 경우에는 지반-말뚝 시스템의 강성을 의미하는 실험 동적 p-y 곡선의 할선 기울기 차이가 거의 발생하지 않았다.
8배)에서의 군말뚝 및 단말뚝의 실험 동적 p-y 곡선을 보여준다. 말뚝의 변위는 직경의 10% 이상으로 크게 발생하였으며, 입력 하중의 크기가 작을 때에 비해 (그림 6) 군효과에 의한 지반-말뚝 시스템의 강성 감소 효과가 크게 발생한 것을 확인할 수 있다. 이러한 강성 감소효과는 말뚝 중심 간격이 작을수록 크게 발생하였으며 중앙 말뚝보다는 측면 말뚝에서 더 크게 발생하였다.
비교 대상의 p승수 중에서 가장 최근에 제안된 AASHTO(2010)의 p승수는 선두 말뚝에서는 다소 크게 예측하지만, 배후말뚝으로 갈수록 보수적인 예측을 하고 있다. 이상에서 관찰한 바와 같이 기존의 p-승수들은 서로가 큰 차이를 보일 뿐만 아니라 정적 하중 조건에서 제안된 p-승수로서 지진 하중에서 나타날 수 있는 말뚝 위치별 p-승수의 경향성을 제대로 반영하지 못하는 것으로 나타났으며, 따라서 본 연구에서 제안한 p-승수가 지진 하중 조건에서 더 적합한 것으로 판단된다. 이상과 같은 연구 결과는 건조 사질토 지반에서 일정하게 반복적으로 작용하는 정현파를 이용하여 산정한 것이므로, 수치해석 등을 통해 다양한 하중 조건 및 지반-말뚝 조건에서의 군말뚝 내 개별말뚝의 거동을 추가적으로 연구할 필요가 있다.
후속연구
(4) 본 연구에서 제안한 동적 p-승수를 기존에 제안된 p-승수들과 비교해본 결과, 기존의 p-승수들은 본 연구에서 제안된 동적 p-승수와 큰 차이를 보일 뿐만 아니라 말뚝 위치별 p-승수에 대한 지진 하중의 영향을 반영하지 못하고 있는 것으로 나타나, 본 연구 결과와 함께 실지진파를 이용한 추가적인 연구를 통해 동적 p-승수를 수정 보완할 필요가 있다고 판단된다.
이상에서 관찰한 바와 같이 기존의 p-승수들은 서로가 큰 차이를 보일 뿐만 아니라 정적 하중 조건에서 제안된 p-승수로서 지진 하중에서 나타날 수 있는 말뚝 위치별 p-승수의 경향성을 제대로 반영하지 못하는 것으로 나타났으며, 따라서 본 연구에서 제안한 p-승수가 지진 하중 조건에서 더 적합한 것으로 판단된다. 이상과 같은 연구 결과는 건조 사질토 지반에서 일정하게 반복적으로 작용하는 정현파를 이용하여 산정한 것이므로, 수치해석 등을 통해 다양한 하중 조건 및 지반-말뚝 조건에서의 군말뚝 내 개별말뚝의 거동을 추가적으로 연구할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
실험에 사용된 모형 토조인 ESB 상자의 역할은?
실험에 사용된 모형 토조는 ESB(Equivalent Shear Beam) 상자로서 모형 토조의 크기는 길이 49cm, 폭 49cm, 높이 63cm 이다. ESB 상자는 층이 고무 버클로 연결되어 있어 지반의 변형만큼 토조가 변형되며 반사파에 의한 경계효과를 줄여주는 작용을 한다.(Kim et al.
실험 결과로 얻은 단말뚝과 군말뚝의 동적 p-y 곡선들을 비교하여, 말뚝 중심 간격 및 군말뚝 말뚝 위치에 따른 말뚝의 동적 군말뚝 효과를 분석한 결과는?
실험 결과로 얻은 단말뚝과 군말뚝의 동적 p-y 곡선들을 비교하여, 말뚝 중심 간격 및 군말뚝 말뚝 위치에 따른 말뚝의 동적 군말뚝 효과를 분석하였다. 분석 결과, 첫 번째 열과 세 번째 열의 말뚝인 측면 말뚝에서 유사한 동적 p-y 거동이 나타났으며, 두 번째 열 말뚝들은 측면 말뚝들에 비해 지반반력 감소 효과가 작게 나타났다. 또한, 두 번째 열 내에서 말뚝 위치에 따른 동적 p-y 거동을 비교한 결과, 두 번째 열의 바깥 말뚝에서 중앙 말뚝보다 지반반력 감소 효과가 크게 나타났다. 실험 결과를 바탕으로 제안된 말뚝 중심 간격에 따른 p-승수 값은 측면 말뚝에서 0.28 ~ 0.77, 중앙 말뚝에서 0.55 ~ 1.0, 바깥 말뚝에서 0.39 ~ 0.87로 나타났다.
현장에서널리 사용되는 군말뚝의 효과는?
현장에서 널리 사용되는 군말뚝의 경우 말뚝에서 지반으로 전달되는 응력이 서로 중첩되며 군말뚝 내의 개별 말뚝들의 지지력의 합이 단일말뚝의 지지력과 말뚝의 개수를 곱한 지지력보다 작게 되는 군효과가 발생하게 된다. 마찬가지로 횡방향 하중을 받는 군말뚝에서도 인접한 말뚝간의 상호작용 때문에 단말뚝에 비하여 지반반력이 감소하는 군말뚝 효과가 발생하게 되며, 실무에서는 이를 정량적으로 평가하기 위하여 단말뚝과 군말뚝에 발생하는 지반반력의 비인 p-승수(p-multiplier)개념을 활용하고 있다.
참고문헌 (26)
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