A Study for the Applicable Bearing-Resistance of Bearing Anchor in the Enlarged-Borehole

An almost permanent anchor (friction type) is resistant to ground deformation due to the friction between the soil and grout at a fixed length from the anchor body. The purpose of this study is to calculate the force of bearing resistance for a bearing anchor in enlarged boreholes. We conducted analytical and numerical analyses, along with laboratory testing, to find the quantities of bearing resistance prior to grouting in EBA (Enlarged Bearing Anchor) construction. The force of bearing resistance from the analytical method was defined as a function of general borehole diameter, expanded borehole diameter, and soil unconfined compressive strength. We also employed the Flac 3D finite difference numerical modeling code to analyze the bearing resistance of the soil conditions. We then created a laboratory experimental model to measure bearing resistance and carried out a pull-out test. The results of these three analyses are presented here, and a regression analysis was performed between bearing resistance and uniaxial compression strength. The laboratory results yield the strongest bearing resistance, with reinforcement 28.5 times greater than the uniaxial compression strength; the analytical and numerical analyses yielded values of 13.3 and 9.9, respectively. This results means that bearing resistance of laboratory test appears to be affected by skin friction resistance. To improve the reliability of these results, a comparison field study is needed to verify which results (analytical, numerical, or laboratory) best represent field observations.

지압형 앵커의 지압력 산정에 관한 실험적 연구

일반적인 영구앵커(마찰형 앵커)는 정착장에서 지반과 그라우트의 마찰력으로 인발에 저항하는 구조이지만, 지압형 앵커는 확공부에서 발생하는 지압력으로 인발에 저항하여 지반변형을 억제하는 방식이다. 본 연구는 확공을 이용한 지압형 앵커 활용 시 합리적인 지압력 산정을 위해 수행되었으며, 지압력 산정 시 도해법, 실내실험, 수치해석적 방법을 수행하고 그 결과를 지반의 일축압축강도와 비교, 분석하였다. 도해법에서는 앵커의 지압력을 천공경($r_i$), 확장되는 천공경($r_e$), 일축압축강도(${\sigma}_c$)의 함수로 정의하였다. 실내실험을 통한 연구에서는 실내 모형을 제작하여 앵커 인장시험을 수행하여 지압력을 확인하였고, Flac 3D를 이용한 3차원 유한차분해석을 통해 지반조건별 지압력을 확인하였다. 실내실험 및 수치해석에서 도출된 지압력은 회귀분석을 통해 지압력 산정식을 제시하였다. 지압력은 실내실험에서 일축압축강도 대비 약 28.5배로 가장 큰 결과를 나타내었는데, 이는 순수 지압력 뿐만 아니라 앵커체 확장에 따른 주면마찰저항력이 함께 작용했기 때문인 것으로 판단된다. 도해법과 수치해석에서 확인된 지압력은 일축압축강도의 13.3배, 9.9배로 확인되었으며, 향후 현장실험을 통한 지압력 산정결과와 비교, 분석하여 산정식에 대한 신뢰성 향상이 필요하다.