심층 굴착의 압력 해제에 의해 발생하는 토양 회복 변형은 선행 매설된 공학 말뚝과 같은 수직 부재에 현저한 인장 응력을 발생시켜 심할 경우 부재 파단 및 구조 불안정을 초래할 수 있다. 전통적인 Geddes 응력 해의 압력 해제 및 회복 조건에서의 한계를 해결하기 위해, 먼저 수치 해석을 기반으로 압력 해제 상태에서 말뚝 측저항 분포 법칙을 규명하고 중립점 위치를 확정하며 Geddes 부가 응력 이론을 수정 및 확장하였다; 이후 소변형 강성 특성을 고려하여 층별 합산법 개념과 결합한 말뚝-토양 상호작용을 고려한 토양 회복 간소화 알고리즘을 구축하였다; 나아가 3차원 유한요소 수치 알고리즘을 적용하여 단일 말뚝 및 군말뚝 조건에서 간소화 알고리즘의 유효성을 비교 검증하고 군말뚝 효과가 계산 정밀도에 미치는 영향을 분석하였다. 결과는 제안된 간소화 알고리즘의 계산 결과가 수치 해보다 약간 크게 나타나 일정 안전 여유를 가지고 있음을 보여준다; 단일 말뚝 및 군말뚝 조건에서 계산 오차는 각각 약 10% 및 23%로, 오차의 주요 원인은 말뚝 측저항 및 단부저항의 간소화에 있다; 베이징 도시 부도심 교통 허브 공사 V-D 기초굴착 실제 측정 데이터를 이용해 검증한 결과, 간소화 알고리즘 계산 결과가 수치 해보다 약 32% 큰 편이지만 전체적인 추세는 실제 공학 모델과 잘 부합하여 본 방법이 유사 심층 지반공사에서 공학적 인발 말뚝 설계 및 회복 예측에 참고 가치가 있음을 나타낸다.

압력 해제 회복; 공학 말뚝; 부가 응력; 3차원 유한요소; 소변형 강성; 단일-군말뚝 분석