모형실험을 통한 말뚝지지력의 평가 및 치수효과의 비교분석

Evaluation of Pile Bearing Capacity and Scale Effect Using Model Pile Test

실내 모형실험을 통하여 모형말뚝 한계깊이의 확인과 기존 선단지지력의 이론식들을 실내모형실험의 선단지지력 실측치와 비교하여 그 차이를 분석하였으며, 말뚝의 직경차이에서 유발되는 지지력의 차이를 비교하고자 실내 모형실험을 실시하였다. 모형지반을 균질한 모래로 조성한 경우와 국내의 현장조건에 가깝게 모형지반을 조성한 모래/풍화토층 경우로 나누어 모형실험을 실시하여 치수효과를 비교하였다. 실험결과, 모형말뚝의 선단지지력은 모래지반의 경우 응력수 준이 높을 때 한계관입깊이 효과를 나타냈으며, 모래1풍화토층의 경우 한계관입깊이를 확연히 확인할 수는 없었으나 그 경향을 보임을 알 수 있었다. 정적지지력 공식으로부터 얻어진 계산치 들은 모형실험에 의한 실측치부다 훨씬 큰 값으로 과대평가 하는 경향이 있었다. 직경크기에 따른 지지력의 차이인 치수효과는 모래지반의 경우 확인할 수 있었으나. 모래/풍화토층 지반의 경 추에는 오히려 큰 직경의 말뚝이 작은 직경의 말뚝보다 크게 나타나는 경향을 얻었다.

Model pile tests in calibration chamber are performed in order to study the two factors that the pile bearing capacity is significantly influenced by. Those factors are the critical depth concept and the scale effect caused by pile diameters. Firstly, the predicted values of end bearing capacity from the various static formulae were compared with the measured ones from model pile tests. Secondly, the critical depth concept and the scale effect were investigated by using two different soil conditions in a series of calibration chamber tests : the one is uniform sand : and the other is weathered granites overlayered by sand. Main results obtained from the model tests can be summarized as follows : (1) The end bearing capacity was increased with pile penetration depth up to penetration ratio of 7 to 8 when the cell pressure is high, and the critical depth was observed in the current chamber tests with uniform sand layer , (2) The predicted end bearing capacities were mostly lager than the measured, and it was found that the differences between the predicted and the measured values became smaller as the pile penetration ratio was increased : (3) The end bearing capacity of the small diameter pile in weathered granites layer was mostly less than that of the larger pile, while in uniform sand layer it was vice.