[논문]동적 수평하중에 의한 단일 경사말뚝의 거동특성

김지성; 노정섭; 강기천

doi:10.7843/kgs.2017.33.9.49

동적 수평하중에 의한 단일 경사말뚝의 거동특성
Behaviour Characteristics of Single Batter Pile under Dynamic Lateral Loads 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.33 no.9, 2017년, pp.49 - 60

김지성 (전주비전대학교 지적토목학과) , 노정섭 (경기방재연구소) , 강기천 (경상대학교 토목공학과 공학연구원)

초록
AI-Helper

본 연구는 모형시험을 통해 반복수평하중이 작용하는 단일경사말뚝의 거동 특성을 파악하고자 한다. 반복하중은 일방향과 양방향으로 작용 시켰으며, 지반의 상대밀도를 달리하여 수평저항력과 휨모멘트의 변화 등을 분석하였다. 그 결과, 일방향 및 양방향 반복수평하중이 작용할 경우 Out batter, Plumb, In batter 순으로 수평저항력과 최대 휨모멘트는 증가하였다. 최대 휨모멘트 발생위치는 일방향 보다 양방향 반복수평하중을 가할 때 조금 더 깊은 곳에서 나타났다. 또한, 상층의 모멘트는 Out batter, Plumb, In batter 순으로 모멘트가 증가하나 하층의 경우 Out batter, Plumb, In batter 순으로 감소하였고 일방향에 비해 양방향 반복수평하중이 작용할 때 상 하층의 모멘트 변화가 작게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to investigate the behavior of a single batter pile with repeated lateral loading through model tests. Repeated loads were applied in one direction and two directions, and lateral resistance and bending moment were analyzed by varying the relative density of the ground. As a result, lateral resistance and maximum bending moment were increased in the order of Out batter, Plumb, and In batter when one-way and two-way dynamic lateral loads were applied. The depth at the maximum bending moment was more deeper with the loading. The moments at bottom layer were decreased in the order of Out batter, Plumb, and In batter but upper moments were increased with the same order. Also, various bottom and upper moments were small when the two-way dynamic lateral load was applied compared to one-way lateral load.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이렇듯 그동안의 대부분의 연구는 연직말뚝의 반복 수평하중과 경사말뚝의 수평하중에 대한 연구가 이루어졌고 경사말뚝에 대한 반복수평하중에 대한연구는 미진한 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 모형시험을 통하여 반복수평하중이 작용하는 단일경사말뚝의 저항 거동특성을 파악하기 위하여 말뚝의 경사각과 수평재하방향을 변화시켜 시험을 행하였다. 경사말뚝의 거동 특성은 토질특성, 말뚝의 휨강성, 말뚝의 경사각, 수평재하방향 등에 영향을 받는다.

제안 방법

경사말뚝의 거동 특성은 토질특성, 말뚝의 휨강성, 말뚝의 경사각, 수평재하방향 등에 영향을 받는다. 그러나 모형시험은 영향을 주는 인자들을 모두 고려할 수 없으므로 본 연구에서는 토질조건과 모형말뚝의 휨강성은 일정하게 하고, 경사말뚝의 경사각과 수평재하방향을 변화시켜가면서 시험을 행하였다.
본 연구에서는 모래지반에서 반복수평하중에 따른 단일경사말뚝의 거동특성을 모형시험을 통하여 분석하였으며, 그에 대한 결과는 다음과 같다.

대상 데이터

1과 같다. 모형 시험에 사용된 강체 토조 크기는 500×1400×1000mm의 강재로 제작하였으며 이는 말뚝과 토조 벽면사이의 간섭이 일어나지 않는 5D(말뚝직경의 5배) 이상으로서 충분한 경계거리를 유지하였다. 시험에 사용된 모형말뚝은 선단이 폐쇄된 동관으로 Fig.

이론/모형

본 시험에 사용된 모형말뚝의 장단을 판별하기 위하여Broms(1965)가 제안한 말뚝분류법을 이용하였다. Table 2에서 지반의 상대밀도 값을 이용하여 지반변형성능 계수(n_h)값을 정하고 그 값을 식 (1)에 대입하여 특성값(η)을 구한다.

성능/효과

(1) 일방향 및 양방향 반복수평하중이 작용할 경우 반복 횟수가 증가할수록 수평저항력은 증가하고, Out batter, Plumb, In batter 순으로 수평저항력이 증가함을 보였다.
(2) 일방향 및 양방향 반복수평하중이 작용할 경우 Out batter, Plumb, In batter 순으로 최대 휨모멘트는 증가하였고 최대 휨모멘트 발생위치는 일방향 보다 양방향 반복수평하중을 가할 때 조금 더 깊은 곳에서 나타났다.
(3) 일방향 및 양방향 반복수평하중이 작용할 경우 상층의 모멘트는 Out batter, Plumb, In batter 순으로 모멘트가 증가하나 하층의 경우 Out batter, Plumb, In batter 순으로 감소하였고 일방향에 비해 양방향 반복수평하중이 작용할 때 상･하층의 모멘트 변화가 작게 나타났다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	말뚝이란 무엇인가?	말뚝은 기초구조물 중에서 상부구조물의 하중을 하부지반에 안정하게 전달･지지하기 위하여 가장 널리 사용되는 구조물이다. 말뚝이 구조물의 토압, 풍압, 파력, 토사유동에 의한 측방토압 등을 받게 되면 말뚝머리에는 연직력뿐만 아니라 반복수평하중과 모멘트가 동시에 작용하게 된다.
	반복수평하중과 모멘트가 작용되는 경우는 어떤 경우 인가?	말뚝은 기초구조물 중에서 상부구조물의 하중을 하부지반에 안정하게 전달･지지하기 위하여 가장 널리 사용되는 구조물이다. 말뚝이 구조물의 토압, 풍압, 파력, 토사유동에 의한 측방토압 등을 받게 되면 말뚝머리에는 연직력뿐만 아니라 반복수평하중과 모멘트가 동시에 작용하게 된다. 특히 지진에 의하여 발생되는 수평하중은 매우 크고, 해안 구조물의 경우에 있어서는 파도에 의하여 발생되는 수평반복하중은 말뚝의 거동에 중요한 영향을 미친다.
	반복하중은 일방향과 양방향으로 작용, 지반의 상대밀도를 달리하여 수평저항력과 휨모멘트의 변화등을 분석한 결과는 어떠한가?	반복하중은 일방향과 양방향으로 작용 시켰으며, 지반의 상대밀도를 달리하여 수평저항력과 휨모멘트의 변화 등을 분석하였다. 그 결과, 일방향 및 양방향 반복수평하중이 작용할 경우 Out batter, Plumb, In batter 순으로 수평저항력과 최대 휨모멘트는 증가하였다. 최대 휨모멘트 발생위치는 일방향 보다 양방향 반복수평하중을 가할 때 조금 더 깊은 곳에서 나타났다. 또한, 상층의 모멘트는 Out batter, Plumb, In batter 순으로 모멘트가 증가하나 하층의 경우 Out batter, Plumb, In batter 순으로 감소하였고 일방향에 비해 양방향 반복수평하중이 작용할 때 상 하층의 모멘트 변화가 작게 나타났다.

참고문헌 (21)

Baek, S. H., Kim, J. Y., Lee, S. H., and Chung, C. K. (2017), "Evaluation of Permanent Lateral Displacement of a Cyelic Laterally Loaded Pile in Sandy Soil", Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol.33, No.2, pp.17-26
Broms, B. B. (1964), "Lateral Resistance of Piles in Cohesive Soils", Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol.90, No.SM2:27-63.
Broms, B. B. (1964), "Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils", Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol.90, No.SM3:123-156.
Broms, B. B. (1965), "Design of Laterally Loaded Piles", Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol.91, No3. SM3:79-99.
Choi, Y. and Nam, M. S. (2012), "Case Study of Load Capacities for Bi-Directional Pile Load Tests", International Journal of Geo-Engineering, Vol.4, No.1, pp.5-10.
Hong, W. P. (2017), Laterally Loaded Pile: Active and Passive Piles, Circom, p.320
Iai, S. (1989), "Similitude for Shaking Table Tests on Soil-Structure-Fluid Model in 1g Gravitational Field", Soil and Foundations, Vol.29, No.1, pp.105-118.
Kubo, K. (1965), "Experimental Study of the behaviour of Laterally Loaded Piles", Proceeding of the 6th international Conference on soil Mechanics and Foundation Engineering, Motrial, Que., Vol.2, pp.275-279.
Lee, J. and Kim, D. (2013), "Reviewing Load Response of Piles Subjected to Combined Axial and Lateral Loads", International Journal of Geo-Engineering, Vol.5, No.4, pp.15-24.
Limin Zhang, Michael C. Mcvay, and Peter W. Lai (1999), "Centrifuge Modeling of Laterally Loaded Single Battered Piles in Sands", Canadian Geotechnical Journal, Vol.36, pp.1074-1080.

상세보기
Lin, S. S. and Liao, J. C. (1999), "Permanent Strains of Piles in Sand due to Cyclic Lateral Loads", Journal of Geotechnical and Geonenvironmental Engineering, ASCE, Vol.125, No.9, pp.798-802.

상세보기
Matsuo, H. (1938), "Test on the Lateral Resistance of Piles", Report No.42, Research Institute of Civil Engineering, Ministry of Home Affairs, Japan.
Matsuo, H. (1939), "Test on the Lateral Resistance of Piles", Report No.46, Research Institute of Civil Engineering, Ministry of Home Affairs, Japan.
Meyerhof, G. G. and Ranjan G. (1973), "The Bearing Capacity of Rigid Piles under Inclined Loads in Sand. II : Batter Piles", Cadian Geotechnical Fournal J. Vol.10, pp.71-85.

상세보기
Meyerhof, G. G. and Yalcin, A.S. (1993), "Behavior of Flexible Batter Piles under Eccentric and Inclined Loads in Layered Soil", Cadian Geotechnical Fournal, Vol.30, pp.247-256

상세보기
Paik, K. H. and Park, W. W. (2010), "Permanent Defor Mations of Piles in Sand Under Cyclic Lateral Loads", Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol.26, No.11, pp.63-73
Petrasovits, G. and Awad, A. (1968), "Consideration on the Bearing Capacity of Vertical and batter Piles Subjected to Forces Acting in Different Directions", Proceedings 3rd Budapest Conf, Soil Mech Found. Engg, Akademiac Kiado, Budapest, pp.483-497.
Poulos, H. G. (1982), "Single Pile Response to Cyclic Lateral Load", Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol.108, No.3, pp.355-375.
Rollins, K. M., Peterson, K. T., and Weaver, T. J. (1998), "Lateral Load Behavior of Full-Scale Pile Group in Clay", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, Vol. 124, No.6, pp.468-478.

상세보기
Shintaro Yao and Toyoaki Nogami (1994), "Lateral Cyclic Response of Pile in Viscoelastic Winkler Subgrade", Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol.120, No.4, pp.758-775.

상세보기
Tschebotarioff, G. P. (1953), "The resistance to the laterial loading of single piles and of pile groups", ASTM Special Technical Publication, No.154, pp.38-51.

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증