Estimation Method of Earth Pressures Acting on a Row of Piles due to Lateral Soil Movements

측방변형지반속 줄말뚝에 작용하는 토압의 산정법

  • 홍원표 (중앙대학교 건설환경공학과) ;
  • 송영석 (중앙대학교 기술과학연구소)
  • Published : 2004.04.01

Abstract

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.

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.

Keywords

References

  1. 대한토목학회논문집 v.4 no.1 측방변형지반속의 줄말뚝에 작용하는 토압 홍원표
  2. 한국지반공학회 논문집 v.15 no.4 말뚝으로 지지된 성토지반의 파괴형태 홍원표;윤종만;서문성
  3. 한국지반공학회논문집 v.16 no.1 성토지지말뚝에 작용하는 연직하중의 이론해석 홍원표;이재호;전성권
  4. Proc. 9th ICSMFE "Piles subjected to static lateral loads", State-of the-Art Report De Beer,E.
  5. Proc. 5th ICSMFE v.4.3 Forces induced in piles by unsymmetrical surcharges on the soil around the pile De Beer,E.E.;Wallays,M.
  6. Ground Engineering v.21 no.3 Analysis of piled embankments Hewlett,W.J.;Randolph,M.F.
  7. Soils and Foundations v.15 no.4 Metrhods to estimate lateral force acting on stabilizing piles Ito,T.;Matsui,T. https://doi.org/10.3208/sandf1972.15.4_43
  8. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE v.120 no.11 Arching in piled embankments Low,B.K.;Tang,S.K.;Choa,V. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9410(1994)120:11(1917)
  9. Canadian Geotechnical Journal v.9 no.1 Stabilite des culees de ponts etabiles sur des pieux traversnt une couche molle Marche,R.;Lacroix,Y. https://doi.org/10.1139/t72-001
  10. Soils and Foundation v.22 no.2 Earth pressure on piles in a row due to lateral soil movements Matsui,T.;Hong,W.P.;Ito,T. https://doi.org/10.3208/sandf1972.22.2_71
  11. Proc. Int. conf. Soil Mech. v.1 Stress distribution in dryand saturated sand above yielding trap-door Terzaghi,K.
  12. Theoretical Soil Mechanics Terzaghi,K.
  13. Theory of elasticity Timoshenko,S.P.;Goodier,J.N.
  14. Discussion no.354 Tschebotarioff,G.P.