원심모형실험과 수치해석을 통한 차량 방호 울타리 지지용 말뚝의 수평방향 충격 및 정적하중에 대한 지지거동 연구 :Experimental and Numerical Studies on Bearing Behavior of Guardrail Supporting Piles Subjected to Horizontal Impact and Static Loads

윤종석

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자료유형: 학위논문

저자정보: 윤종석 (공주대학교, 공주대학교 대학원)

지도교수: 추연욱

발행연도: 2019

저작권: 공주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

원심모형실험을 통한 차량방호울타리 지지말뚝의 수평방향 충격하중에 대한 극한지지력

윤종석 , 이민지 , 추연욱 한국지반공학회논문집 2019.11 학술저널

수치해석을 통한 비탈면 인근에 설치된 차량 방호울타리 지지말뚝의 p-y 곡선 연구

윤종석 , 최정호 , 추연욱 대한토목학회 학술대회 2019.10 학술대회자료

원심모형실험과 수치해석을 통한 차량 방호 울타리 지지용 말뚝의 수평방향 충격 및 정적하중에 대한 지지거동 연구

윤종석 건설환경공학과 2019.01 학위논문

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현재 국내에서 차량의 도로밖 추락사고를 방지하기 위하여 현행 도로시설 지침에서 차량방호울타리를 의무화하고 있으나, 이를 지지하는 말뚝기초에 대한 지반공학적인 설계는 전무하여 경험에 의존하고 있는 실정이다. 이를 개선하기 위하여 본 연구에서는 차량방호울타리의 지지말뚝의 지반의 강도정수를 기반으로 한 지반공학적 설계기법을 개발하는 것을 최종적인 연구목표로 하였다. 따라서, 본 논문에서는 비탈면 경사 근처에 설치된 차량 방호울타리 지지말뚝의 지지거동을 분석하는 것을 일차적인 목표로 하여, 이를 위한 수치해석과 3차원 수치해석과 원심모형실험을 수행하였다.
3장과 4장에서는 현장재하시험을 통해 검증된 3차원 정적 수치모델을 구축하여 비탈면 경사도, 비탈면 시작점으로부터 말뚝이 설치되는 이격거리, 말뚝 강성도의 매개변수에 따라 차량방호울타리 지지말뚝의 하중-변위 곡선의 변화, 지반반력압 분포도를 분석하여 기존문헌의 지반반력압분포도와 비교하였다,
5장과 6장에서는 원심모형실험을 통해 각각 수평지반과 비탈면 경사 근처에 설치된 말뚝에 정적 및 충격하중재하시험을 수행하였다. 지반형상과 하중종류의 매개변수에 대하여 하중-변위 곡선와 지반반력분포도를 분석하였고, 기존문헌의 지반반력압분포도와 비교하였다.

#Numerical analysis #Centrifuge test #Guardrail piles #Impact

1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구방법 및 목표 6
1.3 논문의 구성 7
2. 문헌 연구 8
2.1 사질토 지반에 설치된 말뚝의 극한하중(Hu) 산정 8
2.1.1 Broms의 방법(1964) 8
2.1.2 Prasad et al.의 방법(1999) 12
2.2 허용 수평변위를 이용한 극한하중 산정 14
2.2.1 Reese＆Matlock의 방법(1974) 16
2.2.2 O’Neill과 Murchison의 방법(1983) 19
2.3 말뚝의 충격하중 지지거동 21
2.3.1 일렬로 설치된 무리말뚝의 차량충돌에 대한 동적거동 (Pajouh, et al., 2017) 21
3. 차량 방호울타리 지지말뚝의 정적 거동분석을 위한 수치해석모델 26
3.1 차량방호울타리 지지말뚝 현장재하시험 26
3.2 말뚝 모델 27
3.2.1 지지말뚝 모델 형상 및 치수 27
3.2.2 입력변수 및 재료 모델 28
3.3 지반모델 28
3.3.1 지반모델 제원 28
3.3.2 현장실험장의 지반 물성 29
3.3.3 지반 재료 모델과 입력물성 33
3.4 해석조건 및 절차 35
3.5 검증 36
3.5.1 경계면 효과 36
3.5.2 요소망 크기 효과 37
3.5.3 현장 정적재하시험 결과를 이용한 검증 37
3.6 매개변수 연구의 조건 38
4. 수치해석 결과 및 분석 40
4.1 결과 분석 방법 40
4.1.1 하중-변위 곡선 40
4.1.2 지반반력압 분포도 40
4.2 비탈면 경사에 대한 영향 41
4.3 이격거리에 대한 영향 43
4.4 말뚝 강성도에 대한 영향 46
5. 충격 및 정적하중 분석을 위한 원심모형실험 50
5.1 원심모형실험 개요 50
5.2 실험조건 설계 52
5.3 모형말뚝 설계 54
5.4 모형지반 조성 57
5.4.1 다짐특성 58
5.4.2 입도분포 58
5.4.3 모형지반 조성절차 60
5.5 실험 시스템 61
5.5.1 충격하중 재하시스템 62
5.5.2 정적하중 재하시스템 66
5.5.3 전체 시스템 조립도 68
5.6 계측계획 및 실험절차 69
5.6.1 계측계획 69
5.6.2 실험절차 76
6. 원심모형실험 결과 및 분석 77
6.1 결과 분석 방법 77
6.1.1 하중-변위 곡선 77
6.1.2 지반반력압(K) 분포도 78
6.2 지반경사의 영향 79
6.2.1 정적하중 조건 80
6.2.2 충돌속도 20km/h 충격하중 실험케이스 84
6.2.3 충돌속도 30km/h 충격하중 실험케이스 88
6.3 하중 종류에 대한 영향 92
6.3.1 비탈면 경사 근처에 설치된 말뚝 92
6.3.2 수평지반에 설치된 말뚝 96
7. 결론 및 향후연구 99
7.1 결론 99
7.1.1 수치해석 결과 99
7.1.2 원심모형실험 결과 100
7.2 향후연구 102

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