• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.17-24
• /
• 2019

본 연구는 지반 위 얕은 기초의 지지력에 대한 특성을 파악하기 위하여 지반 조건, 기초 크기, 기초 형상 등의 다양한 조건에 대하여 3차원 유한요소해석을 수행하여 기존의 지지력 이론과 비교 검토하였다. 유한요소해석 결과 극한지지력은 기초크기에 따라 지지력이 거듭제곱이나 로그 식으로 차츰 수렴하였고, 지반강도가 증가할수록 지지력 증가가 커지지 않는 직선적인 변화를 보였다. 기존 지지력 이론과 비교한 결과 순수모래는 지지력 비($q_{FEA}/q_{theory}$)가 Terzaghi식의 결과와 가장 유사하였다. 순수점토는 약 0.4~0.6, 일반토사는 0.3~1.3 정도로 산정되었고, 지반강도가 증가할수록 지지력 비가 감소하면서 1.0 이하로 나타났다. 기초 크기에 따른 지지력을 1.0m 기초의 지지력으로 정규화시킨 지지력 비($q_u/q_{u(1.0)}$)는 순수모래에서 ${\phi}=25^{\circ}$, $30^{\circ}$, $35^{\circ}$일 때 이론식의 35%, 15%, 5% 정도로 산정되었고, 순수점토는 크기 효과가 없었으며, 일반토사는 지반강도가 작은 경우에 순수모래의 이론식에 대해 약 10% 이하로 나타났다. 지반강도 증가에 따른 지지력 비는 내부마찰각의 영향이 큰 것으로 나타났다. 기초형상별 지지력 비에 따른 형상계수는 기초형상에 따라 다르게 나타났고, 원형기초는 1.5, 정사각형 기초는 1.3, 직사각형 기초와 연속 기초는 1.1~1.0의 형상계수를 나타내었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2004년도 발자취(20th anniversary)
• /
• pp.227-247
• /
• 2004

직접기초(Shallow Foundation)란 상부구조로부터의 하중을 직접 지반에 전달시키는 형식의 기초로써 기초의 최소폭(B)과 근입깊이(D$_{f}$ )와의 비가 대체로 1.0이하인 경우나(Terzaghi, 1943), D$_{f}$ /D$\leq$1-4인 경우에도 직접기초라 정의되었다(Das, 1984). 현재, 깊은 기초보다 이용이 적지만 허용지지력과 허용침하량이 확보되는 지반이라면 깊은기초보다 훨씬 경제적인 설계를 할 수 있는 것이 직접기초이다. 이러한 직접기초의 지지력에 관한 이론적인 기본 개념은 Terzaghi(1943)에 의하여 처음 정립되었고, 그 이후 Meyerhof(1951, 1963), Hansen(1970), Vesic(1973, 1975), Chen(1975) 등에 의하여 각기 다른 지지력 산정식이 제안되었다.(중략)

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.343-354
• /
• 2003

재하판과 실제기초의 크기가 상이하므로 평판재하시험으로부터 실제 기초지반의 지지력 및 침하량을 산정할 때, Scale Effect가 고려되어야 한다. 본 논문에서는 5종류의 모형기초지반을 형성하고, 크기가 각각 l0cm, 15cm, 20cm, 25cm인 4가지 크기의 정사각형 평판으로 재하시험을 실시하여 재하판의 크기에 따른 지지력 및 침하 특성을 분석하였다. 또한 분석된 결과를 토대로 하여, 평판재하시험으로부터 실제기초의 지지력 및 침하량을 산정할 때, 모래와 점토의 혼합비율에 따라 Scale Effect를 합리적으로 고려할 수 있도록 식을 제안하였으며, 식에서 지지력 산정계수(a,b)와 침하량 산정계수(c,d)는 모래와 점토의 혼합비율에 따라 구할 수 있도록 그림으로 제시하였다. 지금까지는 현장기초지반에 대한 지지력 및 침하량을 합리적으로 평가할 수 없어 비경제적인 시공이 되어왔으나, 본 연구에서 제안한 지지력 및 침하량 산정방법에서는 모래와 점토의 혼합비율을 고려하여 기초지반의 지지력 및 침하량을 보다 합리적으로 추정할 수 있으므로 기초지반의 안정성 여부에 대한 확신과, 또한 경제적인 시공이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권10호
• /
• pp.27-40
• /
• 2012

말뚝지지 전면기초는 무리말뚝과 전면기초의 지지력을 함께 설계에 적용할 수 있는 기초형식이다. 그러나 변위장 중첩과 구속응력의 증가 등으로 대변되는 무리말뚝 - 지반 - 전면기초 상호작용으로 인해 각각의 무리말뚝기초와 전면기초의 지지력 특성은 변화하게 되며, 이는 말뚝지지 전면기초의 설계에 있어 중요한 요소로써 작용한다. 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 이용한 전면기초, 단독 말뚝기초, 무리말뚝(16본; $4{\times}4$), 말뚝지지 전면기초(16본; $4{\times}4$) 하중-재하 시험을 수행하였으며, 조밀하고 느슨한 사질토 지반에서의 무리말뚝-지반, 무리말뚝-지반-전면기초의 상호작용을 하중단계에 따른 지지력 특성변화를 기준으로 분석하였다. 실험결과 말뚝지지 전면기초의 상호작용에 의해 무리말뚝기초의 지지력은 증가하는 것으로 나타났으며, 전면기초의 경우 무리말뚝의 영향에 의해 지지력이 감소하는 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.658-666
• /
• 2005

시멘트밀크(저압이나 고압에 의한 선단확근말뚝공법)나 쏘일시멘트(SIP말뚝공법) 위에 안치된 말뚝기초의 선단지지력과 확대기초를 지지하는 시멘트밀크 고결체 기둥 기초의 연직지지력 공식을 알아보기 위하여 총 14개의 시험체에 대하여 정재하시험 및 하중전이시험을 실시하였다. 그 결과에 의하면, 고결체 주변지반의 구속효과가 없는 8개의 시험체는 말뚝선단보강형태와는 무관하게 말뚝선단 아래의 시멘트밀크 고결체의 강도와 면적이 클수록 크게 나타났으며, 평균구속계수는 자유표면의 영향으로 1 보다 적은 0.43(D+1)이었다. 그리고 고결체 주변지반의 구속효과를 받는 6가지 지반조건에서 설치된 말뚝의 구속계수는 말뚝선단 아래 시멘트밀크 고결체를 주변지반의 구속효과로 1 보다 큰 평균 2.1의 값을 나타내었다. 그리고 지반의 구속효과를 고려한 말뚝기초와 직접기초 아래에 설치된 시멘트밀크 고결체의 이론적인 (선단)지지력 공식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권9호
• /
• pp.57-67
• /
• 2012

말뚝지지 전면기초 설계에 있어 전면기초의 지지력은 반영되지 않은 무리말뚝기초의 지지력으로써 많은 부분 설계가 이루어지고 있다. 이는 다른 지지력 메커니즘을 갖는 무리말뚝기초와 전면기초가 동시에 작용되는 말뚝지지 전면 기초의 지지력특성으로 각각의 무리말뚝기초와 전면기초의 지지력 특성은 변화하게 되며, 변위장 중첩 및 지중응력증가 등으로 대변되는 무리말뚝 - 지반 - 전면기초 상호작용 및 이에 따른 지지력특성 변화는 말뚝지지 전면기초의 설계에 있어 중요한 요소로써 작용한다. 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 이용한 전면기초, 단독 말뚝기초, 무리말뚝(16본; $4{\times}4$), 말뚝지지 전면기초(16본; $4{\times}4$) 하중-재하 시험을 수행하였으며, 단단한 점성토지반과 연약한 점성토 지반에서의 무리말뚝-지반, 무리말뚝-지반-전면 기초의 상호작용을 하중단계에 따른 지지력 특성변화를 기준으로 분석하였다. 실험결과 말뚝지지 전면기초의 상호작용에 의해 무리말뚝기초 및 전면기초의 지지력 변화에 대한 영향은 작은 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.178-185
• /
• 2010

본 논문은 구조물의 기초지지력에 안정성 평가를 위해서 연구되었다. 구조물의 하부에 설치된 기초의 저면은 지반과 접촉하게 되는데 지반유실 및 기타원인으로 인해 기초와 지반의 접촉면 일부분이 손실되었을 때 접촉비율에 따라 나타나는 지지력안정성을 분석하기 위해서 시행되었다. 이를 위해 기초저면과 지반의 접촉비율을 정량적으로 조절하여 수치해석 및 모형실험으로 지지력 거동을 분석한 결과 기초저면과 지반의 접촉율이 75% 이상일 경우에는 기초의 지지력이 크게 저하되지 않는다는 지지력 안정성 기준을 확립하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제16권9호
• /
• pp.33-41
• /
• 2015

사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력은 주면마찰력과 선단지지력의 합으로 산정할 수 있다. 하지만 수직하중 작용 시 나타나는 주면마찰력 감소와 선단지지력 증가의 특징을 정확하게 고려할 수 있는 설계식이 없으며, 실제와 같은 사질토 지반의 비관련흐름 특성이 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석으로 사질토 지반에 설치된 원형 버킷기초의 수직지지력을 다양한 지반 마찰각과 기초 크기에 대하여 산정하였다. 해석 결과의 극한지지력을 주면마찰력과 선단지지력으로 분리하여 특징을 분석한 후 각각의 설계식을 도출하였다. 버킷기초의 주면마찰력은 선단지지력에 비해 크기가 매우 작고 말뚝 설계식과 차이가 근소하므로 이를 동일하게 사용하였다. 주면마찰력의 영향으로 얕은기초의 지지력보다 증가하는 버킷기초의 선단지지력은 기존의 설계식을 수정하여 적용할 수 있도록 해석 결과를 토대로 새로운 형상-깊이계수($s_q{\cdot}d_q$)를 제안하였다. 또한 관련흐름법칙을 적용하여 제안된 기존의 얕은기초 형상계수와 깊이계수는 실제 사질토 지반에서의 지지력을 과대예측하므로 비관련흐름 특성을 반영한 형상-깊이계수를 사용하여 지지력을 예측해야 한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.69-75
• /
• 2001

본 논문에서는 지하공동 위에 설치된 띠 기초의 지지력에 대하여 upper bound theory를 이용하여 연구하였다. 기초 크기, 공동의 크기 및 위치, 그리고 지반의 물성치의 영향에 관하여 고찰하였으며 10개의 파괴 형상에 대하여 분석을 수행하였다. 각각의 파괴형상은 지반의 물성치 및 기하학적인 형상에 관한 함수로 표현되어 컴퓨터 해석을 통한 최소화를 시행하였다. 최소화를 위한 프로그램은 Boland C++ Builder를 이용하여 작성한 후 PC에서 수행되었다. 10개의 파괴형상 중 최소의 기초 지지력을 작성된 컴퓨터 프로그램을 통하여 구하였고 이를 해당 기초의 극한 지지력으로 추정되었다. 본 연구의 결과를 종합 정리하여 지하공동 위에 위치한 띠 기조의 극한 지지력을 구할 수 있는 간단한 식을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.237-242
• /
• 1993

기초 지반이 몇개의 토층으로 구성된 경우 그 지지력은 각 토층의 강성도와 두께 및 위치 등에 의해 영향을 받는다. 따라서 기초 설계시에 기초의 지지력을 정확히 구하고 파괴면을 예측하기 위해서는 토층의 상태를 지지력 계산에 고려해야 한다. 본 연구에서는 기초 지반이 사질지반이고 중간에 상대적으로 조밀한 지층을 포함하는 경우에 조밀한 층의 두께나 위치가 기초의 지지력 및 파괴모양에 미치는 영향을 극한 해석의 상한한계(upper bound)쪽에서 완전해에 가까운 해를 구하는 K.E.M(Kinematical Element Method)을 이용하여 검토 하였으며, 기초 폭(B)의 3/5 B보다 깊지 않은곳에 조밀한 층이 위치하는 경우에는 기초의 지지력 과 파괴모양이 조밀한 층의 영향을 받는 것으로 나타났다.