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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정상섬
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 연세대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2015
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본 연구에서는 풍화토에 근입된 현장타설말뚝을 대상으로 수평 반복하중에
대한 말뚝-지반의 상호거동을 파악하기 위하여 6본의 현장타설말뚝 재하시험
및 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 현장재하시험은 국내에 널리 분포하고
있는 풍화토 지반에 근입된 현장타설말뚝을 재하시험 대상으로 하였다. 반복
하중의 방향을 달리하여 일방향과 양방향으로 반복하중을 재하 하였으며, 반
복하중의 방향에 따른 시험말뚝의 수평변위 및 휨모멘트를 분석하였다.
또한, 지반 물성이 말뚝-지반의 상호거동에 미치는 영향과 반복하중의 횟수,
방향 등, 하중특성 인자들의 영향 정도를 살펴보기 위하여 3차원 유한요소 모
델링 및 해석을 수행하였다. 지반의 주요 입력 변수에 대한 민감도 분석과 주
요 매개변수 연구를 수행하였으며, 국내·외에서 수행된 현장재하시험의 사례들
및 기존에 제안된 경험적 반복하중 p-y 곡선 함수들과 비교·분석함으로서 3차
원 유한요소 모델링의 타당성을 확인하였다. 유한요소해석 결과, 반복하중의
횟수가 증가할수록 지반의 저항력은 감소하였고 말뚝의 수평변위는 증가하였
으나 반복횟수가 40회 이상에서는 수평변위의 증가는 더 이상 나타나지 않았
으며, 양방향 반복하중 작용 시 반복하중에 의한 지반의 저항력 감소효과는
일방향 반복하중 작용 시에 비하여 더 큰 것으로 나타났다.
본 연구 결과, 풍화토에 근입된 현장타설말뚝의 반복하중에 대한 쌍곡선 형- xv -
태의 p-y 곡선 함수식을 제안하였으며, 본 연구에서 제안한 반복하중 p-y 곡선
함수식은 기존의 경험적 p-y 곡선 함수가 고려할 수 없는 반복하중의 방향성
을 고려할 수 있다. 또한, 쌍곡선 형태의 정적하중 p-y 곡선 함수식에 반복하
중에 의한 지반반력계수와 지반의 극한저항력의 감소 효과를 동시에 고려할
수 있는 감소계수를 도출하여, 말뚝의 변위와 지반의 극한 저항력의 관계(p-y
곡선)를 하나의 함수식으로 표현하였다. 내부마찰각이 30°인 느슨한 풍화토 지
반에서는 양방향의 반복하중 작용 시, 정적하중 작용 시에 비하여 지반반력계
수는 약 10%, 지반의 극한 저항력은 약 20%가 감소되는 것으로 나타났으며,
내부마찰각이 크고 심도가 깊어질수록 감소 효과는 줄어드는 것을 알 수 있었
다. 일방향 반복하중의 경우 내부마찰각이 증가할수록 반복하중에 의한 감소
효과가 줄어드는 경향은 양방향 반복하중의 경우와 유사하지만, 지반의 극한
저항력의 감소 효과는 깊이 별로 동일하게 나타났으며 말뚝 직경의 3.75배 이
하에서는 반복하중에 의한 지반반력계수의 감소효과는 나타나지 않았다.
본 연구에서 제안한 반복하중 p-y 곡선의 타당성을 검증하기 위하여 사질토
에 근입된 말뚝의 반복하중 재하시험 사례들을 이용하여 결과를 비교·분석하
였다. 제안된 p-y 곡선 함수는 현장 실측치와 비교적 잘 일치하였으며, 기존의
경험적 반복하중 p-y 곡선 함수보다 말뚝-지반의 수평거동 특성을 더 적절히
예측함을 알 수 있었다
대한 말뚝-지반의 상호거동을 파악하기 위하여 6본의 현장타설말뚝 재하시험
및 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 현장재하시험은 국내에 널리 분포하고
있는 풍화토 지반에 근입된 현장타설말뚝을 재하시험 대상으로 하였다. 반복
하중의 방향을 달리하여 일방향과 양방향으로 반복하중을 재하 하였으며, 반
복하중의 방향에 따른 시험말뚝의 수평변위 및 휨모멘트를 분석하였다.
또한, 지반 물성이 말뚝-지반의 상호거동에 미치는 영향과 반복하중의 횟수,
방향 등, 하중특성 인자들의 영향 정도를 살펴보기 위하여 3차원 유한요소 모
델링 및 해석을 수행하였다. 지반의 주요 입력 변수에 대한 민감도 분석과 주
요 매개변수 연구를 수행하였으며, 국내·외에서 수행된 현장재하시험의 사례들
및 기존에 제안된 경험적 반복하중 p-y 곡선 함수들과 비교·분석함으로서 3차
원 유한요소 모델링의 타당성을 확인하였다. 유한요소해석 결과, 반복하중의
횟수가 증가할수록 지반의 저항력은 감소하였고 말뚝의 수평변위는 증가하였
으나 반복횟수가 40회 이상에서는 수평변위의 증가는 더 이상 나타나지 않았
으며, 양방향 반복하중 작용 시 반복하중에 의한 지반의 저항력 감소효과는
일방향 반복하중 작용 시에 비하여 더 큰 것으로 나타났다.
본 연구 결과, 풍화토에 근입된 현장타설말뚝의 반복하중에 대한 쌍곡선 형- xv -
태의 p-y 곡선 함수식을 제안하였으며, 본 연구에서 제안한 반복하중 p-y 곡선
함수식은 기존의 경험적 p-y 곡선 함수가 고려할 수 없는 반복하중의 방향성
을 고려할 수 있다. 또한, 쌍곡선 형태의 정적하중 p-y 곡선 함수식에 반복하
중에 의한 지반반력계수와 지반의 극한저항력의 감소 효과를 동시에 고려할
수 있는 감소계수를 도출하여, 말뚝의 변위와 지반의 극한 저항력의 관계(p-y
곡선)를 하나의 함수식으로 표현하였다. 내부마찰각이 30°인 느슨한 풍화토 지
반에서는 양방향의 반복하중 작용 시, 정적하중 작용 시에 비하여 지반반력계
수는 약 10%, 지반의 극한 저항력은 약 20%가 감소되는 것으로 나타났으며,
내부마찰각이 크고 심도가 깊어질수록 감소 효과는 줄어드는 것을 알 수 있었
다. 일방향 반복하중의 경우 내부마찰각이 증가할수록 반복하중에 의한 감소
효과가 줄어드는 경향은 양방향 반복하중의 경우와 유사하지만, 지반의 극한
저항력의 감소 효과는 깊이 별로 동일하게 나타났으며 말뚝 직경의 3.75배 이
하에서는 반복하중에 의한 지반반력계수의 감소효과는 나타나지 않았다.
본 연구에서 제안한 반복하중 p-y 곡선의 타당성을 검증하기 위하여 사질토
에 근입된 말뚝의 반복하중 재하시험 사례들을 이용하여 결과를 비교·분석하
였다. 제안된 p-y 곡선 함수는 현장 실측치와 비교적 잘 일치하였으며, 기존의
경험적 반복하중 p-y 곡선 함수보다 말뚝-지반의 수평거동 특성을 더 적절히
예측함을 알 수 있었다
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