A Theoretical Study on the Analytical Solutions for Laterally Loaded Pile

Lee, Seung-Hyun

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2011;11(3):111-116.
Published online June 30, 2011.

횡방향 하중을 받는 말뚝의 해석해에 대한 이론적 고찰

이승현

A Theoretical Study on the Analytical Solutions for Laterally Loaded Pile

Seung-Hyun Lee

Abstract

Analytical solutions for laterally loaded piles were derived. Critical pile length which can be considered as the length for behaving as long pile was investigated varying with densities of sandy soils. Lateral behaviors obtained from analytical solution and numerical solution were also investigated. Non-dimensional critical pile lengths obtained from analytical solutions for three types of pile head boundary conditions were 2.3~3.2. By comparing analytical solutions with numerical solutions, distribution of pile deflection and that of moment were similar and it can be seen that pile head deflection obtained by analytical method is conservative. And the values of moments were not too different between analytical solution and numerical solution.

Key Words: Analytical solution; Laterally loaded pile; Numerical solution; Critical pile length; Pile head boundary conditions

요지

본 연구에서는 횡방향 하중을 받는 말뚝의 해석 해를 유도하고 그로부터 말뚝의 거동분석과 더불어 긴 말뚝으로의 거동기준이 되는 임계 말뚝길이(critical pile length)를 지반조건을 달리하여 구하고 비교 분석하였다. 또한 해석 해에 의한 말뚝의 거동과 p-y곡선을 적용한 수치해석을 통해 말뚝의 거동을 비교분석하였다. 해석 해에 따르면 밀도를 달리한 지반조건에 대해 무차원 임계 말뚝길이는 해석에서 고려한 세 가지 말뚝머리 경계조건에 있어 2.3~3.2 사이였다. 해석 해에 의한 결과와 수치해석에 의한 결과를 비교하면 말뚝길이에 따른 말뚝의 변형과 모멘트 분포양상은 유사하였다. 말뚝머리 변형량은 해석에 의한 경우가 수치해석에 의한 경우보다 보수적인 값을 보여주었으며 휨모멘트의 값은 해석에 의한 값과 수치해석에 의한 값 사이에 큰 차이를 보이지 않았다.

핵심용어: 횡방향 하중; 해석 해; 수치해석; 임계 말뚝길이; 말뚝머리 경계조건