Stability Analysis of the Excavation Slope on Soft Ground using Sheet Pile

널말뚝을 이용한 연약지반 굴착사면의 안정해석

The following results were obtained by analyzing the displacement, strain and stability of ground at the soft ground excavation using sheet pile. 1. Before setting the strut, the horizontal displacement was large on the upper part of excavated side, but after setting the strut, it showed concentrated phenomenon while being moved to go down to the excavated side. 2. After setting the strut, the displacement of sheet pile was rapidly decreased about a half compared with before setting the strut. The limitation of excavation depth was shown approximately GL-8m after setting double stair strut. 3. Maximum shear strain was gradually increased with depth of excavation, and local failure possibility due to shear deformation at the bottom of excavation was decreased by reinforcement of strut. 4. Maximum horizontal displacement of sheet pile at GL-7.5m was shown 0.2% of excavation depth in elasto-plastic method, and 0.6% in finite-element methods, and the maximum displacement was occurred around the bottom of excavation. 5. To secure the safety factor about penetration depth in the ground of modeling, D/H should be more than 0.89 in the case of one stair strut, and more than 0.77 in the case of double stair strut. 6. The relation of safety factor and D/H about the penetration depth was appeared, Fs=0.736(D/H) + 0.54 in the case of one stair strut, and Fs=0.750(D/H) + 0.62 in the case of double stair strut.

널말뚝을 이용하여 연약지반을 굴착할 때 굴착단계에 따른 지반의 변위 변형 및 안정성을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 수평방향의 변위는 버팀대 설치전에는 굴착면 상부에서 크게 나타났으나, 버팀대 설치 후는 굴착저면의 아래쪽으로 이동되면서 집중되는 현상을 나타냈다. 2. 버팀대 설치후에 널말뚝의 변위는 설치 전보다 1/2정도로 급격히 감소함을 나타냈고, 지반의 안정한 굴착깊이의 한계는 2단 버팀대 설치후는 GL-8.0m정도로 나타났다. 3. 최대전단변형은 굴착깊이에 따라 점차로 증가하였고, 또 굴착저면에서 나타나는 전단변형에 의한 국부적인 파괴가능성은 버팀대로 보강함으로써 감소시킬 수 있었다. 4. GL-7.5m에서 널말뚝의 최대수평변위는 탄소성법에서는 굴착깊이의 0.2%, 유한요소법에서는 0.6%로 나타났으며, 굴착저면부근에서 최대변위를 나타냈다. 5. 해석모델지반에서 근입깊이에 대한 안전성을 확보하기 위해서는 버팀대 1단 설치의 경우는 D/H가 0.89이상, 2단설치의 경우는 D/H가 0.77이상이 될수 있도록 근입깊이를 확보하여야 할 것으로 판단된다. 6. 근입깊이에 대한 안전율과 D/H와의 관계에서 버팀대 1단 설치의 경우는 Fs = 0.736(D/H) + 0.54, 버팀대 2단 설치의 경우는 Fs = 0.750(D/H) + 0.62의 관계식을 나타냈다.