Abstract
In the case of two-dimensional analysis generally applied in the analysis of Earth Retaining Wall, mutual interference occurs due to earth pressure, when the excavation width is small, and in the section where the excavation width is small, and the resulting influence makes it difficult to secure reliability in the horizontal displacement of the retaining wall when performing 2-dimensional analysis in a section with a small excavation width. This study performed two-dimensional and three-dimensional finite element analyses on excavation depth (H) and excavation width (B) under various conditions for the H-pile earth wall, in the geological conditions of clayey soil, sandy soil, and weathered rock, and examined the relationship between excavation width and horizontal displacement according to each condition, to identify the boundary of the excavation width, which is the range of mutual interference caused by earth pressure. As a result, it was possible to clearly distinguish the analytical boundary according to the excavation width only in the clayey soils with relatively large horizontal displacement. It is concluded that it is reasonable to perform a 3D finite element analysis, which is similar to the actual behavior, if the excavation scale (B/H) is 2.0 or less, with the digging width less than 12 m at a digging depth of 10 m or less, and with the the one less than 24 m at a digging depth of 10 m or more, and that 2-dimensional finite element analysis may be used in cases where the excavation width is greater than 12 m when the excavation scale (B/H) is 2.0 or more and the excavation depth is 10 m or less, and the excavation width is greater than 24 m at an excavation depth of 10 m or more.
흙막이 벽체의 해석 시 일반적으로 적용되는 2차원 해석의 경우 굴착 폭이 작으면 토압에 의한 상호간섭이 발생하며, 그 영향으로 굴착 폭이 작은 구간에서는 2차원 해석 시 흙막이 벽체의 수평변위에 대한 신뢰성 확보가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 2차원 해석 시 토압에 의한 상호간섭 발생의 범위가 되는 굴착 폭의 경계를 확인하기 위하여 H-pile 토류벽체에 대하여 점성토, 사질토, 사질토 및 풍화암의 지층조건에서 다양한 조건의 굴착 깊이(H)와 굴착 폭(B)에 대하여 2차원 및 3차원 유한요소해석을 수행하여 각 조건에 따른 굴착 폭과 수평변위의 관계를 연구하였다. 연구결과 수평 변위가 비교적 크게 발생하는 점성토에서만 굴착 폭에 따른 해석적 경계를 뚜렷하게 구분할 수 있었고, 그 내용은 굴착규모(B/H) 2.0 이하, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 작은 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 작은 경우는 실제 거동과 유사한 3차원 유한요소해석을 하는 것이 합리적이며, 굴착규모(B/H) 2.0 이상, 굴착 깊이 10m 이하에서 굴착 폭이 12m보다 큰 경우와 굴착 깊이 10m 이상에서 굴착 폭이 24m보다 큰 경우는 2차원 유한요소해석을 하여도 무방하다는 결론을 얻었다.