Abstract
The purpose of this study is to propose safety factors of pile bearing capacity based on the reliability analysis. Each prediction method involves various degrees of uncertainties. To account for these uncertainties in a systematic way, the ratios of the measured bearing capacity from pile load tests to the predicted bearing capacity are represented in the form of a probability density function. The safety factor for each design method is obtained so that the probability of pile foundation failure is less than 10-3. The Bayesian theorem is applied in a way that the distribution using static formulae is assumed to be the A-prior and the distribution using dynamic formulae or wave equation based methods is assumed to be the likelihood, and these two are combined to obtain the posterior which has the reduced uncertainty. The results of this study show that static formulae of the pile bearing capacity using the 5.p.7. N-value as well as dynamic formulae are highly unreliable and have to have the safety factor more than 7.4 : the wave equation analysis using PDA(Pile Driving Analyzer) system the most reliable with the safety factor close to 2.7. The safety factor could be reduced certain amount by adoption the Bayes methodology in pile design.
본 연구의 목적은 신뢰도해석에 근거한 말뚝의 여러가지 지지력 예측방법들의 안전율을 제시하는데 있다. 각 지지력 결정방법들은 여러가지 불착실성을 포함하고 있으며, 이러한 오차를 고려하기 위해 말뚝재하시험에 의해 측정된 지지력과 예측된 지지력과의 비를 분포함수로 표현할 수 있다. 이 분포함수를 이용하여 파괴확률이 10-3이하가 될 수 있는 말뚝지지력의 안전율을 산정할 수 있다. Bayes' 이론의 적용은 정역학적 지지력 공식을 Prior Distribution으로 가정하고 동역학적 지지력 공식 및 WEAP, PDA를 이용해 산정된 지지력의 분포를 Likelihood Distribution으로 가정하여 적용함으로써 많은 불확실성을 줄일 수 있게 된다. 본 연구결과에서 보면 동역학적 지지력 공식의 안전율은 대략 7.4 정도로 S.P.T.를 이용해 산정된 지지력과 함께 불확실성이 크며, 파동방정식을 이용한 지지력 결정방법인 PDA에 의해 산정된 지지력의 안전율은 약 2.7정도로 가장 신뢰도가 높음을 알 수 있다. 또한 Bayes' 이론을 적용하여 본 결과 안전율을 줄일 수 있었으며 말뚝의 지지력 산정시 이의 응용은 최적설계의 관점에서 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.
