3차원 수치 모델을 이용한 건조사질토 지반-말뚝-구조물 동적 상호작용의 매개변수 연구

권선용; 유민택

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권선용 유민택

저널정보: 한국지반공학회 한국지반공학회논문집 한국지반공학회논문집 제32권 제9호

발행연도: 2016.9

수록면: 51 - 62 (12page)

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다양한 현장 조건에서 일어날 수 있는 건조토 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적거동을 평가하고 고찰하기 위해 3차원 수치 모델을 이용한 매개변수 연구가 수행되었다. 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 통해 시간 영역에서 이루어졌다. 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법을 적용함으로써 해석 효율을 증가시키고자 하였다. 또한, 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 개발된 수치 모델을 이용하여 상부질량의 크기, 말뚝의 길이, 두부 경계조건, 지반의 상대밀도에 대한 매개변수 연구를 수행함으로써 다양한 현장 조건에 대한 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적 거동을 평가하였다. 매개변수 연구 결과, 건조토 지반 조건에서는 상부질량에 의한 관성력이 시스템의 동적 거동에 지배적인 영향을 미침을 확인하였으며 지반에 의한 운동력의 영향은 상대적으로 적다고 평가되었다. 또한 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 동적 거동 차이 및 말뚝두부 고정단과 자유단의 거동차이를 해석적으로 검증하였다.

#Inertia force #Kinematic force #Soil-structure-interaction #Numerical simulation #Parametric study

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Broms, B. B / 1965 / Design of Laterally Loaded PIles / Proceedings: ASCE Journal of Soil Mechanics and Foundations Div 91:79~99

Boulanger, R.W / 1999 / Seismic Soil-Pile-Structure Interaction Experiments and Analyses / Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 125(9):750~759

Chang, D.W / 2007 / Dynamic Pile behaviors Affecting by Liquefaction from EQWEAP Analysis / Proceedings: 4th International conference on earthquake geotechnical engineering :1336

Cheng, Z. H / 2009 / Numerical Modeling and Simulation of Pile in Liquefiable Soil / Soil Dynamics and Earthquake Engineering 29:1404~1416

Comodromos, E. M / 2009 / Pile Foundation Analysis and Design Using Experimental Data and 3-D Numerical Analysis / Computers and Geotechnics 36:819~836

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