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논문 기본 정보

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학위논문
저자정보

조천희 (충북대학교, 충북대학교 대학원)

발행연도
2013
저작권
충북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

초록· 키워드

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A helical pile consists of a single or multiple bearing plates and the axis; and is a kind of a rotate penetration pile penetrated into the ground by rotation to support the structure. The rotate penetration pile is a type of displacement pile: the surrounding soil is displaced when installing the pile, and the pile can exert a large bearing power and pullout force. In addition, it uses displaced soil method that does not generate slime, and its applications are increasing in foreign countries owing to the environmentally friendly characteristics such as small noise and vibration. The need of rotate penetration pile, which is eco-friendly and can be constructed with relatively small equipment, is growing according to the increase in the numbers of piling in downtown area and structure remodeling projects. However, mostly driven piles-which are directly driven to the ground, and bored pile- pre-fabricated piles are buried to prebored underground, are used; however, rotate penetration piles still have limited use. Some of the reasons are: the lack of pile construction equipment; lack of domestic ground applications of the rotate penetration piles; and uncertain behavior characteristics of the weathered soil, etc. Particularly, the domestic study is limited on the weathered soil that is utilized as most of the stiff layers. Because most of the laboratory tests have been carried out until now to identify the support behavior after installation of piles and ground construction, the evaluating the support behavior is lacking due to the rotation intrusive process of the rotate penetration piles. Therefore, this study used indoor experiments simulating rotation intrusive process in weathered soil, to evaluate the bearing power behavior for the weathered soil, varying the diameter of the bearing plates, bearing plate spacing, number of the bearing plates, and bearing plate specifications. As the outcome of this study, the helical pile bearing power evaluation results, change in bearing power in accordance with main specifications, and review on the comparative analysis with the existing theories were provided.

목차

Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구목적 및 필요성 1
1.2 연구동향 5
1.3 연구내용 및 방법 8
Ⅱ. 회전관입말뚝의 종류 및 지지력 평가 10
2.1 회전관입말뚝 공법 10
2.1.1. 나선형 회전관입말뚝 공법 11
2.1.2 강관 드릴말뚝 공법 21
2.1.3 스크류말뚝 공법 23
2.2 나선형 회전관입말뚝의 인발력 25
2.3 나선형 회전관입말뚝의 지지력 30
2.3.1 정역학적인 방법에 의한 지지력 산정 30
1) 나선형 회전관입말뚝의 축에 대한 부착력 34
2) 개별지지 이론에 의한 나선형 판의 지지력 35
3) 원형전단 이론에 의한 나선형 판의 지지력 44
2.3.2 회전저항력을 이용한 지지력 산정 46
2.3.3 재하시험결과를 이용한 지지력 산정 50
Ⅲ. 실내실험 및 방법 52
3.1 토질특성 52
3.2 실험장치 53
3.2.1 모형토조 54
3.2.2 말뚝관입장치 55
3.2.3 지지 및 인발장치 56
3.2.4 모형말뚝 57
3.3 실험방법 62
Ⅳ. 실험결과 및 분석 65
4.1 하중-변위 특성 65
4.1.1 회전속도의 변화에 따른 하중-변위 특성 65
4.1.2 단일 나선형 판 직경의 변화에 따른 하중-변위 특성 66
4.1.3 피치간격의 변화에 따른 하중-변위 특성 67
4.1.4 나선형 판 간격의 변화에 따른 하중-변위 특성 68
4.1.5 나선형 판 직경비의 변화에 따른 하중-변위 특성 69
4.1.6 나선형 판 개수의 변화에 따른 하중-변위 특성 70
4.1.7 축 설치방법의 변화에 따른 하중-변위 특성 71
4.2 심도별 회전저항력 특성 73
4.2.1 회전속도의 변화에 따른 심도별 회전저항력 특성 73
4.2.2 단일 나선형 판의 직경 변화에 따른 회전저항력 특성 74
4.2.3 피치간격의 변화에 따른 심도별 회전저항력 특성 75
4.2.4 나선형 판 간격의 변화에 따른 심도별 회전저항력 특성 76
4.2.5 나선형 판 직경비의 변화에 따른 심도별 회전저항력 특성 77
4.2.6 나선형 판 개수의 변화에 따른 심도별 회전저항력 특성 78
4.2.7 축 설치방법의 변화에 따른 심도별 회전저항력 특성 79
4.3 극한지지력 특성 80
4.3.1 회전속도의 변화에 따른 극한지지력 특성 80
4.3.2 나선형 판의 직경 변화에 따른 극한지지력 특성 81
4.3.3 피치간격의 변화에 따른 극한지지력 특성 82
4.3.4 나선형 판 간격의 변화에 따른 극한지지력 특성 83
4.3.5 나선형 판 직경비의 변화에 따른 극한지지력 특성 84
4.3.6 나선형 판 개수의 변화에 따른 극한지지력 특성 85
4.3.7 축 설치방법의 변화에 따른 극한지지력 특성 86
4.4 최대 회전저항력 특성 87
4.4.1 회전속도의 변화에 따른 최대 회전저항력 특성 88
4.4.2 단일 나선형 판의 직경 변화에 따른 최대 회전저항력 특성 89
4.4.3 피치간격의 변화에 따른 최대 회전저항력 특성 90
4.4.4 나선형 판 간격의 변화에 따른 최대 회전저항력 특성 91
4.4.5 나선형 판 직경비의 변화에 따른 최대 회전저항력 특성 92
4.4.6 나선형 판 개수의 변화에 따른 최대 회전저항력 특성 93
4.4.7 축 설치방법의 변화에 따른 최대 회전저항력 특성 94
4.5 기존 이론식과 비교 및 분석 95
4.5.1 극한지지력 95
1) 나선형 판의 직경의 변화에 따른 극한지지력 95
2) 나선형 판 간격의 변화에 따른 극한지지력 96
3) 나선형 판 직경비의 변화에 따른 극한지지력 97
4) 나선형 판 개수의 변화에 따른 극한지지력 98
5) 축 설치방법의 변화에 따른 극한지지력 99
4.5.2 회전저항력계수 100
1) 회전저항력계수 산정 100
2) 기존 이론식의 비교 및 분석 104
4.6 수치해석 110
4.6.1 적용 프로그램 및 해석이론 110
4.6.2 Mohr-Coulomb의 탄소성 해석이론 및 접촉면 요소 112
4.6.3 해석결과 114
4.6.4 분석 및 고찰 123
Ⅴ. 결 론 127
참고문헌 129

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