유한요소해석을 통한 연약점토지반에 설치한 말뚝지지 전면기초의 거동분석
- Alternative Title
- Finite element analysis on the behavior of piled raft
- Abstract
- Abstract
The design of piled raft foundation because of between pile-soil interaction and raft-soil interaction clear design method is presented is not.
Therefore, in this paper, through analysis using finite element analysis to check the behavior of piled raft foundation important factor in the design. The first group pile foundation and piled raft foundation of soft clay on the behavior wish to check economics and availability compare axial force and settlement. The second raft of the same size, but pile-pile distance different(2m, 3m, 4m). Check the axial force and settlement of piled raft foundation. The third remain same pile number and adjust different raft size. The forth adjusting different thickness of the raft check the pile axial force, pile load sharing and soil settlement. The fifth adjusting different length and diameter of the pile check the pile axial force, pile load sharing and soil settlement. These results can be an important element in the design of the piled raft foundation.
Keywords : Piled raft foundation, Group pile, Finite element analysis, soil settlement, pile axial load, pile load sharing
- Issued Date
- 2013
- Awarded Date
- 2013. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 토목공학과
- Advisor
- 정두회
- Table Of Contents
- 1. 목 차
표목차 ⅰ
그림목차 ⅱ
Abstract ⅴ
제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 동향 및 목적 2
제 2 장 이론적 배경 4
2.1 말뚝지지 전면기초의 개념 4
2.2 하중분담특성 5
2.3 말뚝지지 전면기초의 상호관계 이론 7
2.3.1 말뚝과 말뚝의 상호관계 7
2.3.2 말뚝과 raft의 상호관계 8
2.4 말뚝지지 전면기초의 이론적 해석방법 10
2.4.1 근사적인 해석방법 10
2.4.2 수치해석에 의한 방법 16
제 3 장 수치해석 19
3.1 모형시험 결과와 비교분석을 통한 해석방법의 검증 19
3.1.1 모형시험 19
3.1.2 모형시험 결과와 3차원 유한요소 해석결과의 비교 21
3.2 본 연구의 해석모델과 물성치 23
3.2.1 해석모델형상 23
3.2.2 수치해석 물성치 26
3.2.3 경계조건 27
3.3 유한요소 모델링 28
3.4 유한요소 해석결과 32
3.4.1 연약지반에 설치한 말뚝지지 전면기초와 군말뚝 기초의 거동 32
3.4.2 말뚝간격에 따른 말뚝지지 전면기초의 거동 34
3.4.3 Raft의 두께에 따른 말뚝지지 전면기초의 거동 42
3.4.4 말뚝길이에 따른 말뚝지지 전면기초의 거동 45
3.4.5 말뚝직경에 따른 말뚝지지 전면기초의 거동 49
제 4 장 결론 53
참 고 문 헌 56
2. 표목차
표 3.1 모형시험에 사용된 지반물성치(after Nugroho, 2006) 21
표 3.2 모형시험 유한요소해석에 사용된 재료물성치
(after Nugroho, 2006) 21
표 3.3 설계변수에 따른 해석개요 24
표 3.4 수치해석 물성치 26
표 3.5 강관말뚝 표준성능 26
표 3.6 강관말뚝 기계적 성질 27
3. 그림목차
그림 2.1 말뚝지지 전면기초의 개념(after Katzenvach & Reul, 1997) 4
그림 2.2 복합구조체로서의 말뚝지지 전면기초
(after Katzenvach & Reul, 1997) 5
그림 2.3 말뚝지지 전면기초 계수와 침하량의 관계
(after Katzenvach et al., 1997) 7
그림 2.4 말뚝과 raft의 침하형태간의 상호작용(after Randolph, 1983) 9
그림 2.5 말뚝지지 전면기초의 근사적인 하중 침하곡선
(after Poulos and Davis, 1980) 11
그림 2.6 말뚝지지 전면기초에서의 상호작용(after Hain & Lee, 1978) 12
그림 2.7 스프링위에 판해석 방식을 도입한 방법(after Poulos, 1994) 15
그림 2.8 경계요소법을 이용한 말뚝지지 전면기초 해석
(after Butterfield와 Banerfee, 1971) 16
그림 2.9 해석모델링에 대한 개요도(after Clancy, 1993) 18
그림 3.1 모형시험에 사용된 말뚝지지 전면기초 형상
(after Nugroho, 2006) 19
그림 3.2 모형시험에 사용된 말뚝지지 전면기초 배치도
(after Nugroho, 2006) 20
그림 3.3 시험에 사용된 하중 재하장치(after Nugroho, 2006) 20
그림 3.4 모형시험 프로그램 해석모델 22
그림 3.5 모형시험 말뚝배치 평면도 22
그림 3.6 모형시험 결과와 3차원 유한요소해석 결과비교
(after Nugroho, 2006) 23
그림 3.7(a) 군말뚝 기초에 대한 해석모델 24
그림 3.7(b) 말뚝지지 전면기초에 대한 해석모델 25
그림 3.8 말뚝배치 평면도 25
그림 3.9 해석모델 지반 경계조건 27
그림 3.10 해석모델 말뚝 경계조건 28
그림 3.11 말뚝요소 형성개요 29
그림 3.12(a) 군말뚝 기초 해석 모델 요소망(전면) 30
그림 3.12(b) 말뚝지지 전면기초 해석 모델 요소망(전면) 30
그림 3.13(a) 군말뚝 기초 해석 모델 요소망(3차원) 31
그림 3.13(b) 말뚝지지 전면기초 해석 모델 요소망(3차원) 31
그림 3.14 군말뚝 기초와 말뚝지지 전면기초의 축하중 비교 32
그림 3.15 군말뚝 기초와 말뚝지지 전면기초의 하중분담율 비교 33
그림 3.16 군말뚝 기초와 말뚝지지 전면기초의 침하량 비교 34
그림 3.17 말뚝간격에 따른 말뚝배치 - raft 크기 일정 35
그림 3.18(a) 말뚝간격에 따른 축하중 분포(중앙) - raft 크기 일정 35
그림 3.18(b) 말뚝간격에 따른 축하중 분포(연단부중앙)
- raft 크기 일정 36
그림 3.18(c) 말뚝간격에 따른 축하중 분포(모서리)
- raft 크기 일정 36
그림 3.19 말뚝간격에 따른 하중분담율 37
그림 3.20 말뚝간격에 따른 침하량분포 38
그림 3.21 말뚝간격에 따라 raft의 크기를 조정한 말뚝지지 전면기초의
말뚝배치 38
그림 3.22(a) 말뚝간격에 따른 축하중 분포(중앙) - raft 크기 조정 39
그림 3.22(b) 말뚝간격에 따른 축하중 분포(연단부 중앙)
- raft 크기 조정 40
그림 3.22(c) 말뚝간격에 따른 축하중 분포(모서리) - raft 크기 조정 40
그림 3.23 말뚝간격에 따른 하중분담율 – raft 크기 조정 41
그림 3.24 말뚝간격에 따른 침하량분포 - raft 크기조정 42
그림 3.25(a) Raft의 두께에 따른 말뚝 축하중 분포(중앙) 43
그림 3.25(b) Raft의 두께에 따른 말뚝 축하중 분포(연단부 중앙) 43
그림 3.25(c) Raft의 두께에 따른 말뚝 축하중 분포(모서리) 44
그림 3.26 Raft의 두께에 따른 말뚝 하중분담율 44
그림 3.27 Raft의 두께에 따른 침하량분포 45
그림 3.28 말뚝길이에 따른 말뚝지지 전면기초 배치형상 46
그림 3.29(a) 말뚝길이에 따른 축하중 분포(중앙) 46
그림 3.29(b) 말뚝길이에 따른 축하중 분포(연단부 중앙) 47
그림 3.29(c) 말뚝길이에 따른 축하중 분포(모서리) 47
그림 3.30 말뚝길이에 따른 말뚝 하중분담율 48
그림 3.31 말뚝길이에 따른 침하량분포 49
그림 3.32(a) 말뚝직경에 따른 축하중 분포(중앙) 50
그림 3.32(b) 말뚝직경에 따른 축하중 분포(연단부 중앙) 50
그림 3.32(c) 말뚝직경에 따른 축하중 분포(모서리) 51
그림 3.33 말뚝직경에 따른 하중분담율 51
그림 3.34 말뚝직경에 따른 침하량분포 52
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