점토층 위 모래지반의 지지력비에 따른 얕은 기초의 지지력 거동
Behavior of Bearing Capacity for Shallow Foundation on a Sand overlying Clay Depending on Bearing Capacity Ratio
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초록
연약 점성지반 위에 상대적으로 낮은 하중의 구조물이 얹어질 때, 상부에 모래층을 두어 지지력을 증진시킬 수 있다. 이와같은 점토 위 모래층이 놓이는 조건에 대한 지지력 검증은 현장에서 평판재하시험 등을 통해 지지력 검증이 어렵기 때문에 설계단계에서부터 정확한 지지력 예측이 필요하다. 따라서, 본 연구는 점토 위 모래층이 놓이는 지반의 지지력 거동을 파악하기 위해 2차원 실내토조실험과 FEM 해석을 수행하였다. 주요 인자로 깊이비 H/B와 지지력비 qc/qs를 선정하여, 모래층 높이, 점토의 비배수전단강도 그리고 재하 폭을 변수로하였다. 그 결과, 실내토조실험은 FEM 해석과 적합성이 상당히 높게 나타났다. 이론식과의 비교에 있어서 보다 최신 연구인Okamura et al.(1998)의 메커니즘보다 관입전단 메커니즘과 그 유사성이 크게 나타났으며, 하중확산 메커니즘의 적용성을 위하여 등가하중확산각을 제시하였다. 또한, qc/qs에 대하여 무차원 단위의 한계깊이비 Hf의 선형 회귀식을 제안하였다.
Abstract
When a structure which has relatively low load constructs on soft clay, the bearing capacity of the ground will be improved by sand overlying clay. In this condition, verifying the bearing capacity is difficult from the P.B.T etcetera in the in-situ. So, it is needed to estimate precise bearing capacity in the design process. In this study, 2-dimensional chamber tests and FEM analyses are conducted to evaluate behavior of bearing capacity for shallow foundations on a sand overlying clay. Because depth ratio H/B and bearing capacity ratio qc/qs are selected as main factors, height of a sand, undrained shear strength of a clay and width of a loading are designated as variables. Results from chamber tests are very similar with those of FEM analyses. And it shows that punching shear mechanism is more suitable than the equation of Okamura et al.(1998). To make continual application of load spread mechanism, the equivalent load spread angle is proposed for H/B and qc/qs. Also, the linear regression equation of critical depth ratio Hf is suggested for qc/qs.
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