A Study on the Side Shear Developed during Pullout of Suction Pile in Clays using 3D Numerical Analysis

, 2014ABSTRACT : This paper presents the pullout behavior of suction pile using finite difference method; and the commercial software, FLAC3D, was employed for the numerical analyses. The ultimate pullout capacity of suction pile was predicted using conventional equations, and the results were compared with the results from numerical analyses with varying pile diameter, pile length, and the undrained shear strength of clays. Based on the results from 24 analyses, it was found that the failure pattern depends not only on the drainage condition of suction pile, but also on the pile dimensions and the material properties of surrounding soils. The developed side shear (DSS) along the internal surface of the suction pile was collected from numerical analyses, which was used to classify the failure type between sliding failure and tensile failure. Regardless of the external DSS, the high internal DSS tends to result in sliding failure in the numerical analyses, which conforms well to the estimation from conventional equations.Keywords : Pullout capacity, Sliding failure, Suction pile, Finite difference method, Developed side shear요지 : 본 논문에서는 석션파일의 인발거동을 조사하기 위해 유한차분법 상용 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 석션파일의 인발지지력을 전통적인 지지력 식을 이용하여 구하고, 이 값을 파일의 직경, 길이, 그리고 주변 점토의 비배수 전단강도를 변수로 하는 수치해석을 통한 해석 값과 비교하였다 . 총 24개의 수치해석 결과를 바탕으로 석션파일의 인발파괴는 석션파일의 배수조건뿐만 아니라 파일의 제원과 주변 지반의 물성값에 의해 형태가 결정되는 것으로 밝혀졌다 . 수치해석 결과로부터 석션파일 내부 주면에 발현되는 전단응력을 구하여 활동파괴와 인장파괴 중 어떤 파괴가 발생할 것인지를 결정하는데 사 용하였다. 외부주면의 전단응력과 관계없이 높은 내부 전단응력을 얻은 경우 수치해석 내에서 활동파괴가 발생하는 경우가 많았으며 , 이는 전통적인 지지력 공식으로부터 얻은 예측과 잘 맞았다.주요어 : 인발지지력, 파괴형상, 석션파일, 유한차분법, 전단응력 발현율