비선형 하중전이법에 의한 점토 및 모래층에서 파일의 지지력 예측

Axial Load Capacity Prediction of Single Piles in Clay and Sand Layers Using Nonlinear Load Transfer Curves

본 연구에서는 지반 및 구조물의 문제점을 이상화 하는데 필요한 응용기술을 개발하기 위해 공개되어 있는 소프트웨어 즉 도스용 프로그램을 윈도우상에서 OpenSees 말뚝의 정적 지지지력과 침하를 분석할 수 있도록 하여 윈도우상에서 사용자가 편리하게 전 처리와 후 처리 및 경제조건 처리가 가능하도록 OpenSees프로그램을 개선하였다. 본 연구에 사용된 지지력 분석은 유한요소 해석과 합성된 하중전이함수에 근거한 수치해석방법이다. 본 연구에서는 흙-말뚝의 상호작용에 의한 마찰력과 선단 지지력을 각각 모델링하기 위해 경험적인 비선형 T-z과 Q-z곡선에 의한 하중전이법을 이용하여 하중재하에 따른 침하조건에서의 흙-말뚝의 반응을 나타내었다. 본 연구에서 예측한 정적 지지력과 침하량은 문헌에 의한 정적재하시험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타나 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

The present study has extended OpenSees, which is an open-source software framework DOS program for developing applications to idealize geotechnical and structural problems, for the static analysis of axial load capacity and settlement of single piles in MS Windows environment. The Windows version of OpenSees as improved by this study has enhanced the DOS version from a general purpose software program to a special purpose program for driven and bored pile analysis with additional features of pre-processing and post-processing and a user friendly graphical interface. The method used in the load capacity analysis is the numerical methods based on load transfer functions combined with finite elements. The use of empirical nonlinear T-z and Q-z load transfer curves to model soil-pile interaction in skin friction and end bearing, respectively, has been shown to capture the nonlinear soil-pile response under settlement due to load. Validation studies have shown the static load capacity and settlement predictions implemented in this study are in fair agreement with reference data from the static loading tests.