Abstract
The use of the bearing capacity equation is subjected to several uncertainties. In this study, estimation of the bearing capacity of footings based on the cone resistance q$_{c}$ is investigated. Non-linear finite element analyses based on a state-dependent stress-strain model were performed to obtain the load-settlement responses of axially loaded circular footings. Various soil and footing conditions, including different relative densities, depths of embedment, and footing diameters were considered in the analyses. Based on the finite element results, load-settlement curves were obtained and used to determine the unit limit bearing capacity in terms of the cone resistance q$_{c}$ for footings subjected to surcharge. Values of the unit bearing capacity for different embedment depths were in a narrow range, while considerable variation was observed with relative density D$_{R}$. It was observed that the unit limit bearing capacity normalized with respect to q$_{c}$ decreases as D$_{R}$ increases for a given surcharge.
기초지반의 거동은 선형탄성이 아니며, 완전소성상태도 아닌 비선형 응력-변형률의 거동을 보이며, 지반 물성은 하중조건 및 상태에 따라 상이한 값을 나타내게 된다. 기존 기초 지지력 산정방법의 대부분은 기초지반 특성치의 대표값을 적용하고 있어, 응력상태에 따른 지반특성의 변화를 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 상재하중을 받는 얕은 기초를 대상으로 지반의 상태의존적 변화특성을 고려하며 현장시험결과인 콘지지력값들 적용할 수 있는 얕은 기초의 지지력 산정에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 상태의존적 응력-변형률 거동 모델을 적용한 비선형 유한요소해석과 콘지지력해석을 수행하였으며, 이를 토대로 콘지지력의 함수로 표시되는 얕은 기초의 지지력 산정방법을 제안하였다. 보다 일반화된 결과를 도출하기 위해 다양한 범위의 상대밀도, 기초의 근입심도 및 크기 등을 고려하여 유한요소해석을 수행하였으며, 이를 통해 얻어진 하중-침하량 곡선을 토대로 콘지지력 값으로 정규화된 얕은 기초의 지지력값은 도출하였다. 상재하중이 적용된 지반에서 기초의 근입심도에 따른 정규화 극한 지지력의 차이는 비교적 작은 것으로 나타났으나, 상대밀도에 의한 차이는 큰 것으로 나타났으며, 상대밀도가 증가할수록 얕은 기초의 정규화 지지력은 감소하는 것으로 나타났다.