모래지반에서 팽창각에 따른 연속기초와 원형기초의 지지력계수 Nγ와 형상계수에 대한 수치해석 연구 (Numerical Studies on Bearing Capacity Factor Nγ and Shape Factor of Strip and Circular Footings on Sand According to Dilatancy Angle)

서지정보

· 발행기관 : 한국지반공학회
· 수록지 정보 : 한국지반공학회논문집 / 30권 / 1호 / 49 ~ 63페이지
· 저자명 : 김동준, 윤준웅, 지성현, 최재형, 이진선, 김동수

초록

모래지반의 지표면에 위치한 거친 바닥면을 가진 강체 연속기초와 원형기초에 대하여 수치해석을 이용하여 팽창각(Φ)과 팽창각(ψ) 범위에 대하여 지지력계수를 도출하였다. 팽창각이 감소됨에 따라 지지력도 감소하는 것으로 나타났으며, 보편적인 지지력계수 제안식들이 가정하고 있는 관련흐름법칙(associated flow-rule)이 적용된 경우(ψ=Φ)를 기준으로 비관련흐름법칙(nonassociated flow-rule)이 적용된 경우(ψ<Φ)의 상대적인 지지력 비율을 산출하였고, 일반적인 모래에 대한 관계식을 제안하였다. 원형기초의 형상계수는 연속기초의 평면변형률 조건의 고려 여부에 따라 크게변하였으며, 평면변형률 조건을 고려하여 내부마찰각을 증가시킨 경우가 기존의 실험 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 형상계수 제안식들의 경향이 차이를 나타내는 원인에 대하여 고찰하고 설계시 적용 방안을 제시하였다.
변화에 따른 지지력계수 Nγ와 형상계수를 구하였다. 양해법(explicit method)에 기반한 유한차분해석을 이용하여 지지력계수를 산정하기 위한 수치모델과 해석절차를 개발하고, Mohr-Coulomb 소성모델을 이용하여 다양한 내부마찰각

영어초록

Bearing capacity factor Nγ and shape factor were studied for rigid strip and circular footings with a rough base onsand by numerical modelling considering the effect of dilation angle. The numerical model was developed with an explicitfinite difference code. Loading procedures and interpretation methods were devised in order to shorten the running timewhile eliminating the exaggeration of the reaction caused by the explicit scheme. Using the Mohr-Coulomb plasticitymodel with associated (ψ=Φ) and nonassociated (ψ<Φ) flow-rules, the bearing capacity factor Nγ was evaluated forvarious combinations of internal friction angles and dilation angles. Bearing capacity factor decreased as the dilationangle was reduced from the associated condition. An equation applicable to typical sands was proposed to evaluatethe relative bearing capacity for the nonassociated condition compared to the associated condition on which most bearingcapacity factor equations are based. The shape factor for the circular footing varied substantially when the plane-straineffect was taken into account for the strip footing. The numerical results of this study showed closer trends with theprevious experimental results when the internal friction angle was increased for the strip footing. Discussions are madeon the reason that previous equations for the shape factor give different results and recommendations are made for theappropriate design shape factor.

참고자료

· 없음