KGS Spring Conference 2006 / March 24～25, 2006 / Seoul / Korea (필기체, 9p)

↕ 1.0 cm

한국지반공학회 학술발표회 논문작성 요령(견고딕, 13p)

KGS Guidelines for the Preparation of Conference Manuscripts(견고딕, 12p)

↕ 1.0 cm

신은철1), Eun-Chul Shin, 조삼덕2), Sam-Deok Cho, 정상섬3), Sang-Seom Jeong

↕ 1.0 cm

1) 시립 인천대학교 공과대학 토목공학과 교수, Professor, Dept. of Civil Engineering, Univ. of Inchon

2) 한국건설기술연구원 지반연구실 수석연구원, Senior Researcher in Chief, Geotechnical Engineering Division, Korea Institute of Construction Technology

3) 연세대학교 공과대학 토목공학과 조교수, Assistant Professor, Dept. of Civil Engineering, Yonsei Univ.

↕ 1.5 cm

개요(SYNOPSIS) : 논문 요약서를 여기에 작성, 한글 논문은 영문으로 영문 논문은 한글로 작성하며 내용중 글자모양은 신명조, 10p로 작성하며 개요 글자제목은 견고딕, 10p로 작성. 줄간격은 150%로 작성할 것.

↕ 0.5 cm

주요어(Key words) : 국영문 요지의 아래에는 ‘주요어(또는 Key words)’를 5개 단어 내외로 표기할 것. 글자모양은 신명조, 10p로 작성하며 주요어(Key words)는 견명조, 10p로 작성. 줄간격은 150%로 작성할 것.

↕ 1.5 cm

논문서식

1) 논문 원본은 A4 용지의 서식에 따라 작성하고  출력시 Laser Print를 사용하여 줄 간격은 150%로 하고 제목을 제외한 모든 글자체는 ‘신명조체’를 기본으로 하며 크기는 10p로 할 것. 그 밖의 필요한 작업 환경은 아래를 참조

< 여 백 주 기 >              < 문 단 모 양 >              < 글 자 모 양 >

위  쪽        23              왼쪽여백       0           * 장, 절, 항의 글꼴

아래쪽        32              오른여백       0                1.        견고딕 12p

왼  쪽        20              들여쓰기       0                1.1       견고딕 11p

오른쪽        20              줄  간격     150                1.1.1     견고딕 11p

머리말         0              문단  위       0           * 본문의 글꼴

꼬리말         0              문단아래       0                글꼴      신명조

제  본         0              낱말간격       0                크기      10p

정렬방식    혼합

2) 원고의 글자, 표, 그림 등은 서식의 경계선 밖으로 나오지 않도록 하고 그림이나 표가 너무 큰 경우에는 서식의 폭에 맞도록 배치해도 무방함.

3) 제목, 저자, 소속기관은 한글과 영문을 병기할 것이며 주저자는 이메일 주소를 기록한다.

4) 각 구절의 첫 글자는 왼쪽에서 두 글자를 띄운 후 시작할 것.

5) 각 페이지 아래에는 연필로 페이지를 편집 참고용으로 기재할 것.

6) 테두리 선(점선)은 그리지 말 것.

KGS FALL '96 National Conference / 17 November, 1996 / Seoul / Korea

KGS Fall '96 National Conference / 25, October, 1996 / Seoul / Korea (필기체, 9p)

편 집

1) 한국지반공학회 학술발표회의 논문은 국문 또는 영문으로 작성할 것.

2) 논문은 표, 그림, 참고문헌을 포함하여 최소 4 페이지 이상 10 페이지 이하로 짝수 페이지가 되도록 할 것.

3) 제목은 간격을 포함하여 60자 이내가 되도록 할 것.

4) 장, 절, 항 등의 소제목 아래와 위에는 각각 한 줄의 간격을 둘 것. 모든 원고의 번호는 각각 1, 1.1, 1.1.1로 작성하되 영문 원고의 경우에는 제목 기입 시 단어 첫 자만 대문자로 작성할 것.

5) 단위는 SI 단위를 사용하고 다른 단위를 병기해야 할 경우에는 ( ) 안에  표시할 것.

6) 단위와 기호 : 국제 토질 및 기초공학회에서 추천한대로 따를 것.

7) 약어 : 표준 약어 또는 일반적으로 사용되는 약어를 사용하되 특별히 약어는 첫 번째 사용할 때 ( )안에 원래 용어를 병기할 것.

8) 공식은 칸의 중앙에 오도록 작성하고 아라비아 숫자로 번호를 매기며 그리스 문자는 활자체를 사용하거나 필사셑(lettering set)을 사용할 것.

9) 공식 사이 또는 공식과 본문사이는 한 줄의 간격을 띄울 것

* 공식 표기 예

[eqn: p_u1 ~=~ (c_1 x~ +~ c_2 ` B)γ'x]

(1)                       (1)

[eqn: p_u2 ~=~ c_3 Bγ'x]

(2)

(2)

10) 그림의 글자는 본문보다 작지 않을 것. 사진은 흑백으로 표면 처리한 것(glossy)으로서 그림과 동일하게 취급할 것.

11) 모든 그림, 표와 사진은 본문 중 관계되는 내용에 가까이 배치할 것이며 그림이나 표의 영문제목       의 첫글자는 대문자로 표시한다.

12) 표와 그림에는 일련번호를 매기고 60자 이내로 적절한 제목을 붙이되 표 제목은 표의 윗 부분에 좌측정렬, 그림제목은 그림 아래에 가운데 정렬로 배치할 것. (그림이나 표가 페이지 제일 위에 올 때는 예외)

* 표와 그림 표기 예

표 1. 각 case에 대한 모든 가능한 변수선택 결과

case	num. of data	R-square	Adjusted R-square	MSE	Variables in Model
1	223	0.9505	0.9496	0.0571	RQD Jn Jr Ja
2	202	0.9277	0.9262	0.0573	RQD Jn Jr Ja
3	533	0.9787	0.9786	0.0170	RQD Jn Jr Ja

Q = 10

Q = 5

Q = 1

Q = 0.5

Q = 50

그림 2. Q값의 변화에 따른 암반의 절리분포 상태

13) 본문에서 참고문헌을 인용할 때에는 해당하는 내용 옆에 ( )를 하고, 그 속에 저자와 발행년도를 적는다. 본문에 저자가 나타나 있는 경우에는 발행년도만을 적으며, 발행년도가 두 개 이상일 경우에는 발행년도 뒤에 ‘a’, ‘b’.... 등을 부기하여 구분한다. 또한 인용한 참고문헌의 저자가 2인 이상인 경우에는 ; 로 구분한다.

14) 참고문헌은 가능한 한 국문문헌, 일문문헌, 영문문헌 및 기타 언어문헌 순으로 하며, 국문문헌은 저자의 가나다순으로, 일문문헌은 50음도 순으로, 영문문헌과 기타 언어문헌은 알파벳순으로 작성한다. 단, 한자로 작성된 일문문헌은 가나다순에 의한다.

15) 2인 이상의 저자에 의한 참고문헌에서는, 저자이름 사이에 ‘,’를 찍어 구분한다. 영문표기 시에는 성을 먼저 쓰고 ‘,’로 이름과 구분하며, 마지막 저자 앞에 ‘and’를 기입한다.

* 참고문헌 표기 예

참고문헌

1. 김달진(1972), “아아칭 현상이 토압에 미치는 영향”, 대한토목학회지, 제 20권, 제 2호, pp.20～25.

2. 정인준, 김상규(1990), 토질역학, 동명사, 서울, pp.89～95.

3. Sankaran, K. S., Subramanyam, M. S. and Sastry, K. R.(1977), "Horizontal vibration-New lumped parameter model", Proc of 9th Inter. Conf. on Soil Mech. and Found. Eng, Tokyo. Vol. 2, pp.365～368.

4. Terzaghi, K.(1943), Theoritical Soil Mechanics, John Wiley and Sons, New York, pp.100～120.

KGS Spring Conference 2006 / March 24～25, 2006 / Seoul / Korea (필기체, 9p)

횡하중을 받는 말뚝의 Beam-Column 해석

A Beam-Column Analysis of Laterally Loaded Piles

이상원1), Sang-Won Lee, 정상섬2), Sangseom Jeong, 김수일3), Soo-Il Kim

1) 연세대학교 토목공학과 박사과정, Graduate Student, Dept. of Civil Engineering, Yonsei University

2) 연세대학교 토목공학과 조교수, Assistant Professor, Dept. of Civil Engineering, Yonsei University

3) 연세대학교 토목공학과 교수, Professor, Dept. of Civil Engineering, Yonsei University

SYNOPSIS : In this study, a computer program to predict the behavior of laterally loaded single pile and pile groups was developed by using a beam-column analysis in which the soils are modeled as nonlinear springs by a family of p-y curves for subgrade modulus.  The special attention was given to the lateral displacement of a single pile and pile groups due to the soil condition and the cap rigidity.  The analysis considering group effect was carried out for 2 x 2 and 3 x 3 pile groups with the pile spacing 3.0B, 4.0B and 5.0B.  Based on the results obtained, it is found that the overall distributions of deflection, slope, moment, and shear force in a single pile give a reasonable results irrespective of cap connectivity conditions.  It is also found that even though there are some deviations in deflection prediction compared with the observed ones, the prediction by present analysis simulates much better the general trend observed by the centrifuge tests than the numerical solution predicted by PIGLET.

Keywords :  beam-column analysis, cap connectivity conditionslaterally, loaded pile groups,p-y                      curve, the soil condition,

1. 서  론

말뚝기초에서의 축하중과 횡하중에 의한 말뚝거동특성은 상호 무관하지 않으나 종래에는 주로 축하중 작용시의 지지력이나 침하량 산정에 중점을 두어 설계와 시공을 수행하여 왔다.  그러나 요즈음 국내시방서에서도 고층건물, 철도구조물, 도로교 등의 설계에 내진설계가 포함되어 말뚝설계에서도 횡하중이 중요한 요소로 등장하고 있다.  횡하중을 고려한 설계에 있어서 국내의 기존연구 결과를 살펴보면 횡하중에 의한 단독 말뚝의 거동에 중점을 두고 있다.  그러나 대부분 말뚝들은 군말뚝으로 시공되고 있고 횡하중에 의한 군말뚝의 말뚝-지반-말뚝 상호관계의 영향에 대해서는 단독말뚝에 비해 연구가 미진한 실정이다.  현재 지진과 같은 수평방향으로 작용하는 동하중에 대한 군말뚝의 해석은 매우 복잡하므로 대부분의 실제 설계에서는 의사-정적해석을 사용하고 있는데 이 방법은 동하중을 등가 정하중으로 환산하고 지반시스템의 변형, 지지력 특성 또한 등가 정적거동으로 해석하는 것이다.

이와 같은 배경에서 본 연구에서는 횡하중 작용시 지반의 선형 및 비선형 지지조건을 고려할 수 있는 지반의 하중-변위곡선을 산정하여 이를 토대로 beam-column 및 매트릭스 해법을 이용한 단독말뚝 및 군말뚝 거동분석을 위한 해석기법을  개발하고자 한다.  말뚝의 거동분석을 위하여 등가정적횡하중이 말뚝머리에 작용했을 때 단독말뚝의 횡변위, 처짐각 그리고 말뚝에 유발되는 단면력분포를 결정하고 이를 기초로 그룹말뚝의 경우에 군효과를 고려한 말뚝머리의 횡변위를 말뚝이 근입된 지반 조건, 말뚝머리의 구속 조건에 따라 분석 평가하는데 본 연구의 목적이 있다.

2 하중-변위 관계식

2.1 말뚝의 p-y 곡선

2.1.1 사질토

1970년 Matlock은 실제 발생하는 말뚝의 변위형상에 대하여 임의지점에서의 지반반력은 반드시 그 지점에서의 말뚝변위에만 의존한다는 가정하에 지반을 하중-변위특성을 갖는 일련의 분리된 탄소성 스프링으로 대체한 beam-column 해석법을 제안하였다.  이를 토대로 본 연구에서는 1980년 Bogard와 Matlock에 의하여 작성된 하중-변위곡선(p-y curve)을 이용하여 지반반력계수를 산정하였으며 그 과정을 살펴보면 다음과 같다.  먼저 단위 폭당 극한 횡지지력을 식 (1)과 식 (2)로부터 산정한다.

[eqn: p_u1 ~=~ (c_1 x~ +~ c_2 x)γ'x~~~,~~~kN/m]

(1)

[eqn: p_u2 ~=~ c_3 Bγ'x~~~~~~~~~~~,~~~kN/m]

(2)

여기서, x는 지표면 아래 깊이, B는 말뚝직경, γ'는 지반의 수중 단위중량이고 c1, c2, c3는 사질토에 대한 무차원 결정상수이다. 극한 횡지지력을 이용하여 식 (3)으로 부터 설계 극한지지력을 계산한다.

[eqn: p_u~ =~ A·Min(p_u1 , p_u2 )]

(3)                       -(3)

여기서, A는 보정 상수이며 [eqn: A~ =~ 3-0.8{x over B}~ ≥~ 0.9] 이다.  본 연구에서는 하중-변위곡선의 초기접선 변

형계수(Ei) 및 임계 변위(yc=pu/Ei)를 구하고 식 (4)와 같은 쌍곡선 함수형태로 최적곡선을 이용한 하중(p)-변위(y)곡선을 산정하였다.

[eqn: p~=~ p_u {{y/ y_c} over {1 ~+~ {y/ y_c }}}~~~,~~~kN/m]

(4)

2.1.2 점성토

본 연구에서는 1970년 Matlock에 의하여 작성된 하중-변위곡선을 이용하였는데 그 과정을 살펴보면 다음과 같다.  지반의 극한 횡지지력계수, Nc는 지표면 밑의 깊이에 대한 함수이며, 말뚝주위지반의 평면변형파괴시 한계값에 도달한다(식 (5), 식 (6)참조).

[eqn: N_c~ =~ 3~ + ~ {γx over c_u }~+~ {Jx over B}]        x <  xr             (5)

[eqn: N_c~ =~ 9]                        x ≥ xr             (6)