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문제 정의
- 본 연구에서는 두 가지 스케일로 제작된 다양한 형상 의 스퍼드캔에 대한 관입/추출 시험을 수행하였다. 이를 위해 국내의 대표적인 실험용 표준사인 주문진 모래와 카올리나이트를 사용하여 모래지반과 점토지반을 각각 조성하였다.
- (2013)에 의해 제안된 UWA(University of Western Australia) 스퍼드캔으로써 중앙의 원형 단면을 중심으로 상하로 경사진 팽이의 형태를 이루고, 하부 중심에는 관입의 용이성을 위한 spigot을 지니도록 설계되었다. 본 연구에서는 전세계적으로 모래 또는 점토지반에 보편적으로 적용되고 있는 UWA 스퍼드캔(T4) 형상과 모래, 점토 뿐만 아니라 암반으로 이루어진 지반에도 적용될 수 있는 평평한 바닥면을 지닌 사각형 형태의 스퍼드캔(T1, T2, T3)에 대한 실내 시험을 수행하여 형상에 따른 차이점 및 spigot으로 인한 영향을 분석하고자 하였다. 또한 스퍼드캔의 최대 단면적에 따른 영향 분석을 위해 각각의 스퍼드캔 형상에 대하여 작은 스케일의 스퍼드캔(T1(small), T2(small), T3(small), T4(small))과 Fig.
제안 방법
- T4 스퍼드캔 형상은 Hu et al.(2013)에 의해 제안된 UWA(University of Western Australia) 스퍼드캔으로써 중앙의 원형 단면을 중심으로 상하로 경사진 팽이의 형태를 이루고, 하부 중심에는 관입의 용이성을 위한 spigot을 지니도록 설계되었다. 본 연구에서는 전세계적으로 모래 또는 점토지반에 보편적으로 적용되고 있는 UWA 스퍼드캔(T4) 형상과 모래, 점토 뿐만 아니라 암반으로 이루어진 지반에도 적용될 수 있는 평평한 바닥면을 지닌 사각형 형태의 스퍼드캔(T1, T2, T3)에 대한 실내 시험을 수행하여 형상에 따른 차이점 및 spigot으로 인한 영향을 분석하고자 하였다.
- 점토지반 조성을 위해 카올리나이트 분말이 사용되었으며 지반 조성 시에는 카올리나이트와 물을 1:1의 비율로 혼합하여 토조에 채워 넣은 후, 총 4단계의 하중을 가하여 압밀 과정을 진행하였다. 4kPa의 하중으로 압밀 과정을 시작하여 8kPa, 16kPa, 그리고 32kPa의 하중을 단계별로 재하하였다. 하중 재하 시, 압밀 토조 하부에는 필터페이퍼(filter paper)를 부착하여 압밀 시카올리나이트 입자를 제외한 물만 토조 밖으로 빠지도록 하였다.
- 하중 재하 시, 압밀 토조 하부에는 필터페이퍼(filter paper)를 부착하여 압밀 시카올리나이트 입자를 제외한 물만 토조 밖으로 빠지도록 하였다. 각각의 하중 단계 별로 약 3주간의 하중 재하를 통해 더 이상의 변위가 발생하지 않는 시점을 압밀이 종료된 시점으로 판단하였다. 소형 베인전단시험(vane shear test)을 통해 조성된 점토지반에서의 비배수전단 강도를 측정한 결과, 총 4단계의 압밀 과정을 거쳐 조성된 점토지반의 비배수전단강도는 10kPa로 나타났다.
- 또한 스퍼드캔의 최대 단면적 차이로부터 나타나는 지지력과 추출력을 측정하여 비교 및 분석하였다. 각각의 형상 별로 측정된 지지력은 기존 연구자들에 의해 제시된 얕은 기초 지지력 경험식(Meyerhof, 1963; Hansen, 1970; Vesic, 1975) 및 가이드라인(SNAME, 2008; InSafeJIP, 2011)의 지지력 경험식과 비교 및 분석하였다.
- 본 연구에서는 가이드라인(SNAME, 2008; ISO, 2009; InSafeJIP, 2011)에 제시된 스퍼드캔 설계 프로세스에 따라 산출된 다양한 형상의 스퍼드캔을 일정한 스케일로 축소 제작하여 관입/추출 시험을 수행하였다. 또한 가장 보편적으로 사용되는 UWA 스퍼드캔 이외에 모래, 점토뿐만 아니라 암반으로 이루어진 지반에서도 동시에 적용 가능한 평평한 바닥면을 지닌 다양한 형상의 스퍼드캔에 대한 관입/추출 시험을 수행하였다. 주문진 모래와 카올리나이트를 사용하여 조성된 모래와 점토지반에서의 관입/추출 시험을 통해 산출된 지지력 및 추출력을 바탕으로 스퍼드캔의 최대 단면적 형상, 상부와 하부 경사의 존재 여부, spigot, 그리고 최대 단면적 크기가 지지력 및 추출력에 미치는 영향을 평가하였다.
- 주문진 모래와 카올리나이트를 사용하여 조성된 모래와 점토지반에서의 관입/추출 시험을 통해 산출된 지지력 및 추출력을 바탕으로 스퍼드캔의 최대 단면적 형상, 상부와 하부 경사의 존재 여부, spigot, 그리고 최대 단면적 크기가 지지력 및 추출력에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 기존에 널리 적용되고 있는 얕은 기초의 지지력 경험식과 최근 스퍼드캔 설치가이드라인을 통해 제시된 지지력 산출 경험식과의 비교･분석 및 지지력 예측 정확성을 평가하였다.
- 스퍼드캔 형상에 따른 지지력 및 추출력 분석을 위해 앞서 언급한 총 4가지 형상의 스퍼드캔에 대한 관입/추출 실내 시험을 모래와 점토지반에 대하여 각각 수행하였다. 또한 스퍼드캔의 최대 단면적 차이로부터 나타나는 지지력과 추출력을 측정하여 비교 및 분석하였다. 각각의 형상 별로 측정된 지지력은 기존 연구자들에 의해 제시된 얕은 기초 지지력 경험식(Meyerhof, 1963; Hansen, 1970; Vesic, 1975) 및 가이드라인(SNAME, 2008; InSafeJIP, 2011)의 지지력 경험식과 비교 및 분석하였다.
- 본 연구에서는 전세계적으로 모래 또는 점토지반에 보편적으로 적용되고 있는 UWA 스퍼드캔(T4) 형상과 모래, 점토 뿐만 아니라 암반으로 이루어진 지반에도 적용될 수 있는 평평한 바닥면을 지닌 사각형 형태의 스퍼드캔(T1, T2, T3)에 대한 실내 시험을 수행하여 형상에 따른 차이점 및 spigot으로 인한 영향을 분석하고자 하였다. 또한 스퍼드캔의 최대 단면적에 따른 영향 분석을 위해 각각의 스퍼드캔 형상에 대하여 작은 스케일의 스퍼드캔(T1(small), T2(small), T3(small), T4(small))과 Fig. 3에 도시한 각각의 제원을 2배 크기로 확대한 동일한 형상의 스퍼드캔(T1(large), T2(large), T3(large), T4(large))을 제작하여 관입/추출 시 지지력과 추출력을 각각 측정하였다. 본 연구에서 수행된 모든 실내 시험은 일정한 속도로 관입/추출이 진행되도록 변형률(strain) 컨트롤을 통해 50mm/min의 일정한 속도로 관입 및 추출 시험을 수행하였다.
- 7에는 점토지반에서의 관입 시험 결과를 각각의 형상 별로 도시하였다. 모래지반에서와 마찬가지로 점토 지반에서 관입 시험을 통해 측정된 지지력을 Meyerhof (1963)와 SNAME(2008)에서 제시한 경험식으로 산출한 지지력과 비교하였다. 이 때, 경험식을 통한 지지력 산출에 요구되는 비배수전단강도는 앞서 언급한 바와 같이 4단계의 압밀 과정 종료 후 소형 베인전단시험을 통해 측정된 10kPa을 적용하였다.
- Boussinesq는 심도(z)에 대한 스퍼드캔 반지름(a)의 비(z/a), 그리고 하중의 중심에서 수평방향으로의 거리(r)와 스퍼드캔 반지름의 비(r/a)를 통해 수직하중 작용 시 심도별 수평방향으로의 영향범위를 제시하였다. 본 연구에서 수행된 각각의 스퍼드캔 관입/추출 시험은 Boussinesq에 의해 제안된 최대 수평방향으로의 영향범위(r/a≒2.5)를 벗어나도록 장변(L) 또는 직경(D) 대비 3배 이상의 거리를 확보한 상태에서 수행되었다. 검토 결과, 하중의 중심에서 각각의 관입/추출 시험 경계까지의 거리와 스퍼드캔 반지름과의 비는 작은 스케일의 스퍼드캔에서 3.
- 3에 도시한 각각의 제원을 2배 크기로 확대한 동일한 형상의 스퍼드캔(T1(large), T2(large), T3(large), T4(large))을 제작하여 관입/추출 시 지지력과 추출력을 각각 측정하였다. 본 연구에서 수행된 모든 실내 시험은 일정한 속도로 관입/추출이 진행되도록 변형률(strain) 컨트롤을 통해 50mm/min의 일정한 속도로 관입 및 추출 시험을 수행하였다.
- 본 연구에서는 가이드라인(SNAME, 2008; ISO, 2009; InSafeJIP, 2011)에 제시된 스퍼드캔 설계 프로세스에 따라 산출된 다양한 형상의 스퍼드캔을 일정한 스케일로 축소 제작하여 관입/추출 시험을 수행하였다. 또한 가장 보편적으로 사용되는 UWA 스퍼드캔 이외에 모래, 점토뿐만 아니라 암반으로 이루어진 지반에서도 동시에 적용 가능한 평평한 바닥면을 지닌 다양한 형상의 스퍼드캔에 대한 관입/추출 시험을 수행하였다.
- 본 연구에서는 서로 다른 4가지 형상의 스퍼드캔을 이용한 실내 시험을 통해 스퍼드캔의 관입/추출 메커니즘을 분석하였다. 실내 시험을 위한 시험장비는 수직 및 수평방향으로의 하중 및 변위를 재하할 수 있고, 원하는 위치에서의 관입/추출 시험이 가능하도록 좌·우로의 이동이 자유롭도록 제작되었다.
- 스퍼드캔 형상에 따른 지지력 및 추출력 분석을 위해 앞서 언급한 총 4가지 형상의 스퍼드캔에 대한 관입/추출 실내 시험을 모래와 점토지반에 대하여 각각 수행하였다. 또한 스퍼드캔의 최대 단면적 차이로부터 나타나는 지지력과 추출력을 측정하여 비교 및 분석하였다.
- 스퍼드캔의 관입/추출 과정에서의 지지력 및 추출력, 그리고 스퍼드캔과 지반간 거동 분석을 위해 총 4가지 형상의 스퍼드캔에 대한 실내 시험을 진행하였으며, 크기에 따른 영향 분석을 위해 총 2가지 스케일의 스퍼드캔에 대한 관입/추출 시험을 진행하였다. Fig.
- 실내 시험에 사용된 스퍼드캔의 스케일이 실제 현장에 설치되는 스퍼드캔에 비해 매우 작은 비율이지만 관입 시 각각의 스퍼드캔 주변에서 발생하는 평균 응력(mean stress)의 크기와 동일한 상대밀도에서도 응력 조건에 따라 지반의 내부 마찰각에 차이가 발생하기 때문에 형상 및 스케일에 따른 지지력이 다르게 나타났다. 실내 시험을 통해 측정된 지지력은 현재까지도 실무에서 설계 시 널리 적용되고 있는 Meyerhof(1963), Hansen(1970), Vesic(1975)의 경험식, 그리고 최근 가이드라인(SNAME, 2008; InSafeJIP, 2011)을 통해 제안된 식으로 산출된 지지력과 비교하였다. 이 때, 모래지반에서의 지지력 산출 시 요구되는 내부 마찰각은 상대밀도 60%의 주문진 모래에 대한 삼축압축시험을 추가적으로 수행하여 산출된 내부 마찰각(39°)을 적용하였다.
- 실내 시험에 사용된 모든 스퍼드캔은 동일한 스케일일경우, 형상만 다를 뿐 같은 크기의 최대 단면적을 갖도록 설계되었다. 완전한 사각형 형태의 T3 형상을 기준으로 T1은 상부와 하부에 경사를 주었고, T2의 경우에는 하부는 T1과 동일하지만 추출 시의 추출력 비교를 위해 잭업 바지의 레그(leg)가 연결되는 부위까지 경사를 연장시켜 설계하였다. T4 스퍼드캔 형상은 Hu et al.
- 이 때, 모래지반에서의 지지력 산출 시 요구되는 내부 마찰각은 상대밀도 60%의 주문진 모래에 대한 삼축압축시험을 추가적으로 수행하여 산출된 내부 마찰각(39°)을 적용하였다.
- 본 연구에서는 두 가지 스케일로 제작된 다양한 형상 의 스퍼드캔에 대한 관입/추출 시험을 수행하였다. 이를 위해 국내의 대표적인 실험용 표준사인 주문진 모래와 카올리나이트를 사용하여 모래지반과 점토지반을 각각 조성하였다. 관입 시험 결과, 기존 연구자들에 의해 제시된 얕은 기초의 지지력 경험식과 가이드라인에 제시된 경험식은 모래지반과 점토지반에서의 지지력을 비교적 정확하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다.
- 점토지반에서의 관입/추출 시험을 위한 압밀 토조는 직경(D) 100cm와 높이(H) 100cm로 제작되었다. 점토지반 조성을 위해 카올리나이트 분말이 사용되었으며 지반 조성 시에는 카올리나이트와 물을 1:1의 비율로 혼합하여 토조에 채워 넣은 후, 총 4단계의 하중을 가하여 압밀 과정을 진행하였다. 4kPa의 하중으로 압밀 과정을 시작하여 8kPa, 16kPa, 그리고 32kPa의 하중을 단계별로 재하하였다.
- 소형 베인전단시험(vane shear test)을 통해 조성된 점토지반에서의 비배수전단 강도를 측정한 결과, 총 4단계의 압밀 과정을 거쳐 조성된 점토지반의 비배수전단강도는 10kPa로 나타났다. 조성된 점토지반은 모래지반과는 달리 재조성시 오랜 기간이 소요되는 점을 고려하여 직경 100cm의 압밀 토조에서 동시에 수행되으며, Boussinesq에 의해 제시된 차트를 통해 수평방향으로의 영향범위를 고려 해주었다. Boussinesq는 심도(z)에 대한 스퍼드캔 반지름(a)의 비(z/a), 그리고 하중의 중심에서 수평방향으로의 거리(r)와 스퍼드캔 반지름의 비(r/a)를 통해 수직하중 작용 시 심도별 수평방향으로의 영향범위를 제시하였다.
- 또한 가장 보편적으로 사용되는 UWA 스퍼드캔 이외에 모래, 점토뿐만 아니라 암반으로 이루어진 지반에서도 동시에 적용 가능한 평평한 바닥면을 지닌 다양한 형상의 스퍼드캔에 대한 관입/추출 시험을 수행하였다. 주문진 모래와 카올리나이트를 사용하여 조성된 모래와 점토지반에서의 관입/추출 시험을 통해 산출된 지지력 및 추출력을 바탕으로 스퍼드캔의 최대 단면적 형상, 상부와 하부 경사의 존재 여부, spigot, 그리고 최대 단면적 크기가 지지력 및 추출력에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 기존에 널리 적용되고 있는 얕은 기초의 지지력 경험식과 최근 스퍼드캔 설치가이드라인을 통해 제시된 지지력 산출 경험식과의 비교･분석 및 지지력 예측 정확성을 평가하였다.
- 4kPa의 하중으로 압밀 과정을 시작하여 8kPa, 16kPa, 그리고 32kPa의 하중을 단계별로 재하하였다. 하중 재하 시, 압밀 토조 하부에는 필터페이퍼(filter paper)를 부착하여 압밀 시카올리나이트 입자를 제외한 물만 토조 밖으로 빠지도록 하였다. 각각의 하중 단계 별로 약 3주간의 하중 재하를 통해 더 이상의 변위가 발생하지 않는 시점을 압밀이 종료된 시점으로 판단하였다.
대상 데이터
- 모래지반 조성을 위한 아크릴 토조는 100cm*100cm* 100cm(B*L*H)의 크기로 제작되었으며, 국내의 대표적인 실험용 표준사인 주문진 모래로 낙사법을 적용하여 상대밀도(Dr) 60%의 모래지반을 조성하였다. 상대밀도 60%의 모래지반 조성 후에는 물을 가득 채워 넣어 포화된 상태로 만들어 주었다.
- 상대밀도 60%의 모래지반 조성 후에는 물을 가득 채워 넣어 포화된 상태로 만들어 주었다. 점토지반에서의 관입/추출 시험을 위한 압밀 토조는 직경(D) 100cm와 높이(H) 100cm로 제작되었다. 점토지반 조성을 위해 카올리나이트 분말이 사용되었으며 지반 조성 시에는 카올리나이트와 물을 1:1의 비율로 혼합하여 토조에 채워 넣은 후, 총 4단계의 하중을 가하여 압밀 과정을 진행하였다.
성능/효과
- 5)를 벗어나도록 장변(L) 또는 직경(D) 대비 3배 이상의 거리를 확보한 상태에서 수행되었다. 검토 결과, 하중의 중심에서 각각의 관입/추출 시험 경계까지의 거리와 스퍼드캔 반지름과의 비는 작은 스케일의 스퍼드캔에서 3.13, 그리고 큰 스케일의 스퍼드캔에서 3.17로 Boussinesq에 의해 제안된 최대 수평방향으로의 영향범위를 벗어나 서로 간섭없이 시험이 수행된 것으로 나타났다. Fig.
- 이를 위해 국내의 대표적인 실험용 표준사인 주문진 모래와 카올리나이트를 사용하여 모래지반과 점토지반을 각각 조성하였다. 관입 시험 결과, 기존 연구자들에 의해 제시된 얕은 기초의 지지력 경험식과 가이드라인에 제시된 경험식은 모래지반과 점토지반에서의 지지력을 비교적 정확하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 형상에 따른 차이는 모래지반과 점토지반에서 각각 다르게 나타났다.
- 반대로 원형의 단면적에 상대적으로 가장 긴 경사면 및 spigot을 지니고 있는 T4 스퍼드캔의 경우 그 차이는 크지 않지만 사각형 형상을 바탕으로 하는 T1, T2, 그리고 T3 스퍼드캔에 비해 추출 시의 힘이 적게 필요한 것으로 나타났다. 따라서 동일한 단면적을 지니고 있다는 가정하에 관입 시 지지력 측면에서는 사각형 형상의 스퍼드캔이 원형 형상의 스퍼드캔보다 큰 지지력이 발현되고, 추출 시에는 경사와 spigot을 지닌 원형 형상의 스퍼드캔이 더 작은 힘으로도 추출이 가능하다는 시험 결과로 미루어 볼 때, 실제 잭업바지를 설치할 위치에서의 지반조건을 복합적으로 고려하여 지지력 확보 및 추출 시에 유리한 형상의 스퍼드캔을 효율적으로 적용하는 것이 적합하다고 판단된다.
- 이는 실내 시험에 사용된 UWA 스퍼드캔(T4) 하부의 경사의 각도와 하부 중심의 날카로운 spigot의 영향으로 판단되며 날카로운 spigot을 지닌 UWA 스퍼드캔의 경우, 보다 정확한 지지력 및 거동 예측을 위해서는 기존 단면적만을 고려하여 지지력을 산출하는 경험식과는 별도로 하부 콘의 경사와 spigot의 각도 등 다양한 영향 요소들에 대한 고려가 필요함을 의미한다. 또한 실내 시험을 통해 산출된 스퍼드캔 크기에 따른 지지력을 비교･분석한 결과, 스퍼드캔의 길이와 폭을 일정비율로 증가시킬 경우, 지지력은 증가하지만 일정한 비율을 가지고 증가하지는 않는 것으로 나타났다. 이는 과거 Berry(1935), De Beer(1963), 그리고 Cerato and Lutenegger(2007)가 제시한 scale effect와 동일한 현상으로 판단된다.
- 형상에 따른 차이는 모래지반과 점토지반에서 각각 다르게 나타났다. 모래지반에서는 원형 스퍼드캔을 제외한 사각형의 스퍼드캔에서 경사의 유무에 관계없이 비슷한 지지력이 측정되었으며, 원형 스퍼드캔에서는 날카로운 spigot의 영향으로 측정되는 지지력에는 다소 차이가 발생하였다. 하지만 점토지반에서는 spigot으로 인한 지지력의 차이는 크게 발생하지 않는 것으로 나타났다.
- 분석 결과, 기존 연구를 통해 제시된 지지력 산출 경험식들은 실제 스퍼드캔의 관입 시 발현되는 지지력을 비교적 정확하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다. SNAME(2008)을 기준으로 H/D의 비가 0.
- 이 때, 경험식을 통한 지지력 산출에 요구되는 비배수전단강도는 앞서 언급한 바와 같이 4단계의 압밀 과정 종료 후 소형 베인전단시험을 통해 측정된 10kPa을 적용하였다. 분석 결과, 모래지반에서 측정된 지지력과는 달리 점토지반에서는 관잎 깊이가 일정 수준을 넘어가게 되면 심도가 증가하여도 지지력이 거의 일정하게 유지되는 경향이 나타났으며, 기존 제시된 경험식을 통해 모래지반보다 비교적 더 정확하게 얕은 심도에서의 지지력 예측이 가능한 것으로 나타났다. SNAME(2008)을 기준으로 H/D의 비를 비교해 보면 0.
- 각각의 하중 단계 별로 약 3주간의 하중 재하를 통해 더 이상의 변위가 발생하지 않는 시점을 압밀이 종료된 시점으로 판단하였다. 소형 베인전단시험(vane shear test)을 통해 조성된 점토지반에서의 비배수전단 강도를 측정한 결과, 총 4단계의 압밀 과정을 거쳐 조성된 점토지반의 비배수전단강도는 10kPa로 나타났다. 조성된 점토지반은 모래지반과는 달리 재조성시 오랜 기간이 소요되는 점을 고려하여 직경 100cm의 압밀 토조에서 동시에 수행되으며, Boussinesq에 의해 제시된 차트를 통해 수평방향으로의 영향범위를 고려 해주었다.
- 4에는 스퍼드캔 형상 별 관입/추출 시험을 스퍼드캔 관입 전, 관입 과정, 추출 과정, 그리고 추출 후의 단계별로 각각 도시하였다. 스퍼드캔의 형상 별로 관입이나 추출 과정에서의 영향 범위는 크게 차이가 나지않는 것으로 나타났으나, 추출 과정이나 추출 후 지반에 나타나는 형상은 각각 다르게 나타났다. 이와 같은 현상은 스퍼드캔의 최대 단면적 크기에 관계없이 동일하게 관찰되었다.
- 5에는 스퍼드캔 관입 시 측정되는 지지력을 각각의 형상 및 스케일 별로 도시하였다. 실내 시험에 사용된 스퍼드캔의 스케일이 실제 현장에 설치되는 스퍼드캔에 비해 매우 작은 비율이지만 관입 시 각각의 스퍼드캔 주변에서 발생하는 평균 응력(mean stress)의 크기와 동일한 상대밀도에서도 응력 조건에 따라 지반의 내부 마찰각에 차이가 발생하기 때문에 형상 및 스케일에 따른 지지력이 다르게 나타났다. 실내 시험을 통해 측정된 지지력은 현재까지도 실무에서 설계 시 널리 적용되고 있는 Meyerhof(1963), Hansen(1970), Vesic(1975)의 경험식, 그리고 최근 가이드라인(SNAME, 2008; InSafeJIP, 2011)을 통해 제안된 식으로 산출된 지지력과 비교하였다.
- 추출 시의 추출력은 스퍼드캔의 경사의 유무가 측정 결과에 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 실제 경사가 존재하는 형상의 스퍼드캔에서는 스케일에 관계없이 모두 비슷한 추출력이 측정되었으나, 경사가 없는 완전한 사각형 형태의 스퍼드캔의 경우에는 다른 형상에 비해 다소 높은 추출 시의 추출력이 요구되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 나타난 모래와 점토지반에서의 스퍼드캔 형상 별 관입/추출 거동 특성을 통해 스퍼드캔 설계 시형상에 따른 지지력 및 추출력 특성파악에 참고자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.
- 최대 단면적을 갖는 단면의 형상이 서로 동일한 스퍼드캔의 경우, 관입 시 측정되는 지지력에는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. Fig.
- 5에 나타난 바와 같이 사격형 형상을 최대 단면적의 형상으로 하는 경우(T1, T2, T3), 스퍼드캔의 상부와 하부 경사의 유무에 관계없이 지지력은 유사하게 측정되었다. 하지만 최대 단면적이 계산되는 단면이 원형 형상을 기본으로 하는 경우에는 최대 단면적의 넓이가 사각형 형상과 동일하더라도 측정되는 지지력에는 다소 차이가 있는 것으로 나타났다. 이는 실내 시험에 사용된 UWA 스퍼드캔(T4) 하부의 경사의 각도와 하부 중심의 날카로운 spigot의 영향으로 판단되며 날카로운 spigot을 지닌 UWA 스퍼드캔의 경우, 보다 정확한 지지력 및 거동 예측을 위해서는 기존 단면적만을 고려하여 지지력을 산출하는 경험식과는 별도로 하부 콘의 경사와 spigot의 각도 등 다양한 영향 요소들에 대한 고려가 필요함을 의미한다.
후속연구
- 실제 경사가 존재하는 형상의 스퍼드캔에서는 스케일에 관계없이 모두 비슷한 추출력이 측정되었으나, 경사가 없는 완전한 사각형 형태의 스퍼드캔의 경우에는 다른 형상에 비해 다소 높은 추출 시의 추출력이 요구되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 나타난 모래와 점토지반에서의 스퍼드캔 형상 별 관입/추출 거동 특성을 통해 스퍼드캔 설계 시형상에 따른 지지력 및 추출력 특성파악에 참고자료가 될 수 있을 것으로 판단된다. 추후, 모래와 점토로 이루어진 다층 지반, 그리고 수평방향으로의 외력이 고려된 복합 하중에 대한 추가적인 실내 시험 및 수치해석을 통한 항복면이 산정된다면 지반조건 및 해양환경조건에 최적화된 스퍼드캔의 설계에 도움이 될 수 있을 것이라 판단된다.
- 본 연구를 통해 나타난 모래와 점토지반에서의 스퍼드캔 형상 별 관입/추출 거동 특성을 통해 스퍼드캔 설계 시형상에 따른 지지력 및 추출력 특성파악에 참고자료가 될 수 있을 것으로 판단된다. 추후, 모래와 점토로 이루어진 다층 지반, 그리고 수평방향으로의 외력이 고려된 복합 하중에 대한 추가적인 실내 시험 및 수치해석을 통한 항복면이 산정된다면 지반조건 및 해양환경조건에 최적화된 스퍼드캔의 설계에 도움이 될 수 있을 것이라 판단된다.
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