Upper Bound Limit Analysis of Bearing Capacity for Surface Foundations on Sand Overlying Clay

The ultimate bearing capacity of surface foundations on a sand layer overlying clay has been theoretically investigated. First, a review of previous studies on the bearing capacity problems for this type of foundation was performed and a discussion was presented concerning the practical application. Second, the kinematic approach of limit analysis was used to calculate the upper bound of the true ultimate bearing capacity. The kinematic solutions are upper bounds and their accuracy depends primarily on the nature of the assumed failure mechanism. This approach makes it convenient to create design charts, and it is possible to trace the influence of parameters. Third, the commercial finite element program ABAQUS was applied to obtain the ultimate bearing capacity based on the elasto-plastic theory. Results obtained from the kinematic approach were compared with those from the program ABAQUS and the limit equilibrium equations proposed by Yamaguchi, Meyerhof and Okamura et al. Finally, the validities of the results from the kinematic approach, the results from the program ABAQUS and the limit equilibrium equations were examined.

점토층위의 모래지반에 위치한 얕은 기초의 지지력에 대한 상한 한계해석

본 연구는 점토층위의 모래지반에 위치하는 표면기초의 극한지지력에 대해 이론적으로 조사하였다. 실용적인 적용을 위하여 표면기초의 지지력에 관한 연구들에 대한 검토와 논의가 제시되며, 한계해석(Limit Analysis)의 운동학적 접근방법을 이용하여 정해의 극한 지지력이 계산되었다. 운동학적 해는 상한값이며 해의 정확성은 파괴메카니즘의 형상에 달려 있다. 이러한 방법은 설계도표를 만드는데 편리할 뿐만 아니라 물성치의 영향을 추정할 수 있다. 본 연구에서는 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 탄소성 이론에 근거하여 극한지지력을 계산하였다. 운동학적 방범으로 계산된 결과와 유한요소 해석, 한계평형론에 근거한 몇몇 알려진 식들(Yamaguchi, Meyerhof와 Okamura 등)에 의한 결과를 비교하였다. 아울러, 운동학적 방법에 의한 제안식과 유한요소해석 결과와 한계평형해석 결과의 유효성에 대하여 검증하였다.