원형기초의 설계하중 예측을 위한 유안요소해석

Finite Element Analysis to Predict Design Loads of Circular Foundation

탄소성체지반위에 놓인 원형기초가 축대칭하중을 받았을 경우에 유한요소법에 의한 비선형해석을 수행한 결과로부터, 지반의 소성영역이 원판의 모서리부근에서 일어나기 시작하여 중심축 둘레로 연결되었을 때 접지압이 급격히 변하며 전단파괴가 시작된다고 판단되고 이 때의 외부작용하중을 설계하중으로 정 의하였다. 지반의 항복조건으로 Mohr-Coulomb의 파괴이론을 적용한 수치해석의 결과와 적절한 안전율에 근거한 실험결과가 근사함을 확인하였으나 Terzaghi공식에 의한 값보다는 작았다.

In this study, the finite element method for nonlinear problems is developed theroretically to see the design loads of foundation, when the circular plate resting on elasto-viscoplastic soil medium is loaded axisymmetrically. The paper shows that the plastic zone of soil medium is displayed at the near the edge of plate at the first place; when the plastic zone of soil medium is linked around central axis, the external load is termed by allowable load or design load, and then the contact pressure changes abruptly, in this case it is approved to be the risk of shear failure. The results of numerical analysis using the Mohr-Coulomb yield criterion, and experimental analysis for a appropriate safety factor are approximative, but numerical results are smaller than the value based on Terzaghi's theory.