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해상풍력발전기 암반매입 강관말뚝기초의 주면지지 거동

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Author(s)
문경태
Issued Date
2018
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/common/orgView/000000008710
Abstract
This study have been researched on the shaft resistance behavior of drilled-in steel tubular pile in rock. Also, t-z curve which is a load-displacement relation on pile shaft was suggested by compressive strength and mixing ratio of filling materials. The behavior was not covered by the current design standards, in case of
constructing drilled-in steel tubular pile in rock, it is expected to be useful for the more accurate evaluation of shaft resistance and for the more economic design. Mechanism of shaft resistance is expected to be determined by the smallest among the shear strength of the rock, the filling material themselves, between the rock and the filling material, or the strength between the pile and the filling material. Therefore, it has been carried about quantitative assessments on the expected failure modes by indoor testing. Among the volcanic rocks, those in Jeju have irregularly distributed pores which are generated during the formation process, and their effects on physical and mechanical characteristics were assessed and correlation was performed through indoor tests. Also, the change of the compressive strength was confirmed by the material test according to the composition of fine aggregate and water/cement ratio. The shear strength between the filling material and the rock is evaluated according to the compressive strength of the filling material and the presence of pores in rock. Rock without pores was affected by the compressive strength of the filling material, but in the rock with largely distributed pores, it showed similar values regardless of the compressive strength of filling material. The shaft resistance behaviors between drilled-in pile and filling material were tested according to the mixing ratio of filling material. As a result, it was advantageous to use mortars rather than cement paste. If mortar is used, bearing capacity decreased with increasing water/cement ratio, and the bearing capacity increased with increasing fine aggregate, but decreased at a certain value or higher. As a result of examining the failure mode of the pile shaft based on the previous test data, the shaft resistance was occurred between the filling material and the steel tubular pile because the shear strength between the steel tubular pile and the filling material was the lowest and the support area was the smallest. Based on the shaft resistance behavior between steel tubular pile and filling material, shaft resistance model was proposed, and the results of the validation were generally well simulated. By applying the proposed model, the numerical analysis of pullout behavior of the drilled-in steel tubular pile in rock was carried out. As a result, the characteristics of behavior depending on the diameter, thickness, and embedded depth of the pile is analyzed.
Affiliation
제주대학교 일반대학원
Department
대학원 풍력특성화협동과정
Awarded Date
2018. 8
Table Of Contents
List of Tables ⅵ
List of Figures ⅷ
Abstract ⅻ
I. 서 론 1
1. 연구 배경 1
1.1 해상풍력발전기의 하중지지메커니즘 4
1.2 해상풍력발전기의 기초 설계기준 5
1.3 암반에서의 말뚝 기초6
2. 연구목표 및 내용 7
3. 논문의 구성 9
II. 제주도 화산암의 물리·역학적 특성 12
1. 서 론 12
2. 기존 연구 결과 13
3. 시험편 및 시험 방법 15
3.1 연구대상 암석 15
3.2 시험편 채취 및 제작 17
3.3 시험 방법18
4. 시험 결과 및 분석 20
4.1 공극률24
4.2 물성간의 상관관계27
4.3 역학적 특성과의 상관성 분석31
5. 결 론 39
References 41
III. 매입말뚝을 위한 주면고정액의 역학적 특성 44
1. 서 론 44
2. 주면고정액에 대한 고찰 45
3. 시험계획 46
3.1 시험체 및 변수 46
3.2 사용재료 47
3.3 시험방법 및 장치48
4. 시험결과 및 분석 49
4.1 압축강도 51
4.2 탄성계수 58
4.3 모르타르 vs. 소일시멘트60
5. 결 론 61
References 62
IV. 제주도 화산암과 주면고정액의 전단강도 평가 64
1. 서 론 64
2. 기존 문헌 연구 64
3. 시험 계획 65
3.1 시험변수 및 시험체 65
3.2 사용재료 67
3.3 시험방법 및 장치67
4. 화산암과 주면고정액의 전단강도 69
5. 결 론 72
Reference 74
V. 모형실험을 통한 암반매입말뚝의 주면지지 거동 75
1. 서 론 75
2. 기존 연구 및 설계기준 75
3. 실험계획 77
3.1 실험체 및 변수 77
3.2 사용재료 78
3.3 시험방법 및 장치79
4. 실험결과 80
4.1 매입말뚝의 부착면적 80
4.2 매입말뚝의 주면지지거동83
4.3 배합비에 따른 최대 주면지지력 85
4.4 배합비에 따른 잔류 주면지지력 89
4.5 최대 주면지지력 vs. 잔류 주면지지력 92
5. 결 론 95
References 97
VI. 암반매입강관말뚝의 주면지지 거동 및 모델 98
1. 서 론 98
2. 암반매입말뚝의 주면 파괴 99
3. 암반매입말뚝의 주면지지 모델 개발102
3.1 모델 구성103
3.2 최대 주면지지력 105
3.3 잔류 주면지지력 115
3.4 기울기계수 116
3.5 암반매입말뚝의 주면지지 모델119
4. 주면지지모델 검토 121
4.1 암반매입말뚝의 주면지지 모델의 구성요소별 적합성 121
4.2 암반매입말뚝의 주면지지모델 비교126
5. 결 론 128
References 131
VII. 암반매입 강관말뚝의 인발 거동 평가 132
1. 서 론 132
2. 해석조건 및 방법 132
2.1 하중지지 메커니즘132
2.2 사용 재료135
2.3 주면지지 모델 135
2.4 해석 방법137
3. 해석 결과 및 분석 139
3.1 말뚝의 하중 전이139
3.2 근입 깊이에 따른 영향140
3.3 말뚝의 직경에 따른 영향 143
3.4 말뚝의 두께에 따른 영향 144
3.5 주면고정액에 따른 영향146
4. 결 론 147
References 149
VIII. 요약 및 결론 150
1. 요 약 150
1.1 제주도 화산암의 물리·역학적 특성150
1.2 매입말뚝을 위한 주면고정액의 역학적 특성 150
1.3 제주도 암반과 주면고정액의 전단강도 151
1.4 모형실험을 통한 암반 매입말뚝의 주면지지 거동 151
1.5 암반매입 강관말뚝의 주면지지 모델 개발151
1.6 암반매입 강관말뚝의 인발 거동 평가 151
2. 결 론 152
2.1 제주도 화산암의 물리·역학적 특성152
2.2 매입말뚝을 위한 주면고정액의 역학적 특성 153
2.3 제주도 암반과 주면고정액의 전단강도 153
2.4 모형실험을 통한 암반 매입말뚝의 주면지지 거동 153
2.5 암반매입 강관말뚝의 주면지지모델 개발154
2.6 암반매입 강관말뚝의 인발 거동 평가 154
Degree
Doctor
Publisher
제주대학교 일반대학원
Citation
문경태. (2018). 해상풍력발전기 암반매입 강관말뚝기초의 주면지지 거동
Type
Dissertation
Appears in Collections:
General Graduate School > Multidisciplinary Graduate School Program for Wind Energy
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