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측방변형지반속 줄말뚝에 작용하는 토압의 산정법
Estimation Method of Earth Pressures Acting on a Row of Piles due to Lateral Soil Movements

홍원표   (중앙대학교 건설환경공학과UU0001197  ); 송영석   (중앙대학교 기술과학연구소UU0001197  );
  • 초록

    줄말뚝이 설치된 지반에서 지반의 측방변형에 의한 지반아칭발생시 말뚝주변지반의 파괴는 지반아칭영역중 외부아 치의 정상부에서 정상파괴가 발생될 때부터 시작하여 말뚝전면의 패기부에서 캡파괴가 발생될 때까지 진행된다. 따라서, 측방변형지반속 줄말뚝에 작용하는 측방토압은 정상파괴와 캡파괴 모두의 경우를 검토할 필요가 있다. 정상파괴시의 측방토압 산정식은 원주공동확장이론을 적용하여 제안할 수 있다. 이 제안식을 검토한 결과 말뚝에 작용하는 측방토압은 주변지반의 내부마찰각, 점착력 및 수평토압과 말뚝직경 및 말뚝설치간격에 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 그리고, 캡파괴에 의한 측방토압과 정상파괴에 의한 측방토압의 이론식을 이용하여 줄말뚝에 작용하는 측방토압 범위를 정의할 수 있다. 또한, 본 논문에서는 캡파괴와 정상파괴시 측방토압의 이론치과 모형실험으로부터 구한 실험치를 비교 검토하였다. 모형실험에서 얻은 캡파괴와 정상파괴의 실험치는 제안된 각 이론의 이론치와 잘 일치하고 있으므로, 제안된 이론식의 합리성을 확인할 수 있다.


    In case of the lateral movement accurring at soft ground where a row of piles are installed, the crown failure at external arch zone of soil arching is firstly developed, and the cap failure at wedge zone in front of piles is lastly developed. Therefore, the lateral earth pressure acting on a row of piles due to soil movement should be calculated in each condition of crown and cap failures around piles. A theoretical equation of crown failure can be proposed using a cylindrical cavity expansion theory. The theoretical equation of crown failure is mainly affected by two factors. One is related to soil properties such as internal friction angle, cohesion and horizontal pressure, and the other is related to pile factors such as diameter, installation interval. Meanwhile, the yield range of lateral earth pressure is established in the estimation of theoretical equation based on crown and cap failures around piles. The theoretical values based on crown and cap failures are compared with the experimental values. The experimental values are located in the range proposed by theoretical values. Thus, it is confirmed that the theoretical values proposed in the study are very reasonable.


  • 주제어

    Cap failure .   Crown failure .   Cylinderical cavity expansion theory .   Lateral earth pressure, Model test .   Piles in a row .   Soil arching.  

  • 참고문헌 (14)

    1. Analysis of piled embankments , Hewlett,W.J.;Randolph,M.F. , Ground Engineering / v.21,pp.12-18,
    2. Stabilite des culees de ponts etabiles sur des pieux traversnt une couche molle , Marche,R.;Lacroix,Y. , Canadian Geotechnical Journal / v.9,pp.1-24,
    3. Earth pressure on piles in a row due to lateral soil movements , Matsui,T.;Hong,W.P.;Ito,T. , Soils and Foundation / v.22,pp.71-81,
    4. 성토지지말뚝에 작용하는 연직하중의 이론해석 , 홍원표;이재호;전성권 , 한국지반공학회논문집 / v.16,pp.131-143,
         
    5. Stress distribution in dryand saturated sand above yielding trap-door , Terzaghi,K. , Proc. Int. conf. Soil Mech. / v.1,pp.307-311,
    6. Terzaghi,K. , Theoretical Soil Mechanics / v.,pp.66-76,
    7. 측방변형지반속의 줄말뚝에 작용하는 토압 , 홍원표 , 대한토목학회논문집 / v.4,pp.59-68,
    8. Metrhods to estimate lateral force acting on stabilizing piles , Ito,T.;Matsui,T. , Soils and Foundations / v.15,pp.43-59,
    9. "Piles subjected to static lateral loads", State-of the-Art Report , De Beer,E. , Proc. 9th ICSMFE / v.,pp.1-14,
    10. Timoshenko,S.P.;Goodier,J.N. , Theory of elasticity / v.,pp.65-68,
    11. Forces induced in piles by unsymmetrical surcharges on the soil around the pile , De Beer,E.E.;Wallays,M. , Proc. 5th ICSMFE / v.4.3,pp.325-332,
    12. 말뚝으로 지지된 성토지반의 파괴형태 , 홍원표;윤종만;서문성 , 한국지반공학회 논문집 / v.15,pp.207-220,
         
    13. Arching in piled embankments , Low,B.K.;Tang,S.K.;Choa,V. , Journal of Geotechnical Engineering, ASCE / v.120,pp.1917-1937,
    14. Tschebotarioff,G.P. , Discussion / v.,pp.99-101,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Shin, Chang Gun ; Seo, Jeong You ; Lee, Jong keyn ; Chae, Min Lee 2011. "A Case Study about Problem EPS Plastic Displacement on High Embankment" 한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, 12(11): 5~12     
    2. Hong, Won-Pyo ; Kim, Hyun-Myung 2014. "A Model Test on Soil Arching and Loosening Zone Developed in Grounds Composed of Granular Soil Particles" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, 30(8): 13~24     

 저자의 다른 논문

  • 홍원표 (83)

    1. 1982 "점토지반(粘土地盤)속의 말뚝에 작용(作用)하는 측방토압(側方土壓)" 대한토목학회논문집 2 (1): 45~52    
    2. 1983 "모래지반(地盤)속의 말뚝에 작용(作用)하는 측방토압(側方土壓)" 대한토목학회논문집 3 (3): 63~69    
    3. 1984 "수동(受動)말뚝에 작용(作用)하는 측방토압(側方土壓)" 대한토목학회논문집 4 (2): 77~88    
    4. 1984 "측방변형지반(側方變形地盤)속의 줄말뚝에 작용(作用)하는 토압(土壓)" 대한토목학회논문집 4 (1): 59~68    
    5. 1985 "주열식(柱列式) 흙막이벽(壁)의 설계(設計)에 관한 연구(?究)" 대한토목학회논문집 5 (2): 11~18    
    6. 1987 "정규압밀점토(正規壓密粘土)의 거동(擧動)에 미치는 K0-압밀효과(壓密?果)" 대한토목학회논문집 7 (3): 183~193    
    7. 1988 "비틀림 전단시험(剪斷試驗)에 의한 K0-압밀점토(壓密粘土)의 거동(擧動)" 대한토목학회논문집 8 (1): 151~157    
    8. 1988 "K0-압밀점토(壓密粘土)의 주응력회전(主應力回轉) 효과(?果)" 대한토목학회논문집 8 (1): 159~164    
    9. 1988 "중간주응력(中間主應力)이 과압밀점토(過壓密粘土)의 거동(擧動)에 미치는 영향(影響)" 대한토목학회논문집 8 (2): 99~107    
    10. 1988 "우리나라의 동결심도(凍結深度)에 관한 연구(?究)" 대한토목학회논문집 8 (2): 147~154    

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