A numerical study on pull-out behaviour of cavern-type rock anchorages

Eun-Soo Hong; Gye-Chun Cho; Seng Hyoung Baak; Jae-Hyun Park; Moonkyung Chung; Seong-Won Lee

doi:10.9711/KTAJ.2014.16.6.521

All Issue

2014 Vol.16, Issue 6 Preview Page Next Page

A numerical study on pull-out behaviour of cavern-type rock anchorages 수치해석에 의한 암반상의 지중정착식 앵커리지 인발 거동

30 November 2014. pp. 521-531

PDF XML

Abstract

This paper is a study for behaviour of cavern type anchorage tunnels for suspension bridges with cable tension. Anchorage behaviour, design method for anchorage, and failure surface angle, δ are analyzed by comparing numerical analysis results and ultimate pullout capacities(Pu) using bilinear corelation equation. Results show that design depths for cavern type anchorage tunnels are easily checked with linear relationships for P/γ/H vs. displacement and Pu/γ/H vs. H/b. The analysis results of maximum shear strain distribution and plastic status show that failure shapes are closer to circular arc model than soil cone model which frequently used. To an easy calculation of the ultimate pullout capacity, we propose a simple bilinear failure model in this study. The calculated ultimate pullout capacities from the proposed bilinear corelation equation using two failure angles results are similar to the ultimate pullout capacities from numerical analysis.

Keywords

Cavern type anchorage

Pullout capacity

Failure shape

Numerical analysis

Rock

이 논문은 케이블 인발하중이 작용하는 현수교의 지중정착식 앵커리지 캐번 터널에 대한 거동과 관련된 연구이다. 수치해석 결과와 이중곡선 관계식에 의한 추정식에서 얻어진 극한인발저항력(Pu) 결과와 비교를 통하여 앵커리지 거동, 앵커리지 설계 방법, 파괴면의 각도, δ 등을 분석하였다. 연구결과 P/γ/H와 변위와의 선형 상관관계, Pu/γ/H와 H/b와의 선형 상관관계를 활용하면 앵커리지 캐번 터널의 설치 심도를 쉽게 결정 할 수 있을 것으로 나타났다. 또한 수치해석에 의한 최대전단변형률 분포도와 소성영역 분포도를 분석한 결과 지반파괴 형태는 현재 사용되는 지반 콘 보델 보다는 원호모델에 더 가까운 것으로 나타났다. 이 연구에서는 계산이 간편하도록 원호모델을 단순화한 이중곡선 모델을 제안하였다. 수치해석 결과로부터 얻어진 평균 파괴각을 이중곡선 모델에 적용한 결과, 이중곡선 모델을 적용한 추정식에서 얻어진 극한인발저항력은 수치해석에서 얻어진 극한인발저항력 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

키워드

지중정착식 앵커리지

인발저항력

지반파괴 형태

수치해석

암반지반

References

1.Ahn, I.K., Kim, K.T., Park, K.U., Jang, H.S. (2008), “The design of rock anchored anchorage of suspension bridge”, Proceedings of Korean Geotechnical Society Fall National Conference 2008, Gwangju, Korea, pp. 629-640.

2.Bobbitt, D.E., Clemence, S.P. (1987), “Helical anchors: application and design criteria”, In Proceedings of the 9th Southeast Asian Geo-techechnical Conference, Bangkok, Thailand, pp. 105-120.

3.Chattopadhyay, B.C., Pise, P.J. (1986), “Uplift capacity of piles in sand”, J. Geotech. Engrg., Vol. 112, No. 9, pp. 888-904.

4.Das, B.M. (1978), “Model test for uplift capacity of foundations in clay”, Soils and Foundations, Vol. 18, No. 2, pp. 17-24.

5.Ilamparuthi, K., Dickin, E.A., Muthukrisnaiah, K. (2002), “Experimental investigation of the uplift behaviour of circular plate anchors embedded in sand”, Can. Geotech. J., Vol. 39, pp. 648-664.

6.Meyerhof, G.G., Adams, J.I. (1968), “The ultimate uplift capacity of foundations”, Can. Geotech. J., Vol. 5, pp. 225-244.

7.Murray, E.J., Geddes, J.D. (1987), “Uplift beha-viour of plates in sand”, J. Geotech. Engrg., ASCE, Vol. 113, No. 3, pp. 202-215.

8.Rowe, R.K., Davis, E.H. (1982), “The behaviour of anchor plates in sand”, Geotechnique, Vol. 32, No. 1, pp. 25-41.

9.Sutherland, H.B. (1988), “Uplift resistance of soils”, 28th Rankine lecture, Geotechnique, Vol. 38, No. 4, pp. 91-516.

Information

Publisher :Korean Tunneling and Underground Space Association
Publisher(Ko) :한국터널지하공간학회
Journal Title :Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
Journal Title(Ko) :한국터널지하공간학회 논문집
Volume : 16
No :6
Pages :521-531
Received Date : 2014-09-22
Revised Date : 2014-10-01
Accepted Date : 2014-10-06
DOI :https://doi.org/10.9711/KTAJ.2014.16.6.521

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association ISSN:2233-8292(Print) 2287-4747(Online) 한국터널지하공간학회 논문집

All Issue