Evaluation of p-y Curves of Piles in Soft Deposits by 3-Dimensional Numerical Analysis

The p-y curve has been used to design pile foundations subjected to lateral loading. Although the p-y curve has a large influence on the pile lateral behavior, p-y curves have not been clearly suggested. In this study, the p-y curve of clay was evaluated for drilled shafts in marine deposits by using 3-dimensional numerical analyses. First, the optimization study was performed to properly determine boundary extent, mesh size, and interface stiffness. The numerical modeling in the study was verified by comparing the calculated and the pile loading test results. Then, the p-y curves of single and group piles were evaluated from the parametric study. The selected parameters were pile diameter, pile Young's modulus and pile head fixed condition for a single pile, and pile spacing for group piles. Finally, the p-multiplier was evaluated by comparing the p-y curves of a single pile and group piles. As a result, the p-multiplier at pile spacing of 3D was 0.83, 0.67 and 0.78 for the front, middle, and back row piles, respectively, and showed values similar to those of O'Neill and Reese (1999). For the pile group with pile spacing larger than 60, the group effect can be ignorable.

3차원 수치해석을 이용한 점성토 지반의 p-y 곡선 산정

수평하중을 받는 말뚝기초의 설계를 위하여 p-y 곡선을 이용한 해석법이 널리 사용되고 있다. 이 때, 토질 및 기초특성에 적합한 p-y 곡선의 선정이 중요함에도 불구하고 현재 p-y 곡선에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 3차원 수지해석을 프로그램을 이용하여 점성토 지반에 근입된 현장타설말뚝에 대한 p-y 곡선을 산정하였다. 먼저 현장재하시험으로부터 얻어진 단일말뚝의 p-y 곡선과 수치해석으로부터 얻어진 p-y 곡선을 비교하여 수치 모델링을 검증하였다. 그리고, 단일말뚝에 대하여 말뚝직경, 말뚝 탄성계수, 말뚝두부 구속조건, 그리고 무리말뚝에 대하여 말뚝간격을 변화시거며 매개변수 연구를 수행하였다. 최종적으로, 단일발뚝과 무리발뚝의 p-y 곡선을 비교하여 무리말뚝 효과를 나타내는 p-multiplier를 산정하였다. 그 결과, 말뚝간격 3D의 p-multiplier 값은 첫 번째 열 0.86, 가운데 열 0.69, 마지막 열 0.77로서 기존에 제안된 O'Neill and Reese의 결과와 유시한 것으로 나타났다. 말뚝간격 6D 이상인 경우 무리말뚝 효과는 무시할 수 있는 것으로 나타났다.