• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.77-82
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• 2001

반복하중을 받는 현장타설말뚝에 대한 두 가지의 주요 관심사항은: (a) 지지력의 변화 가능성 그리고 (b) 누적변형량에 의한 기초의 가능성 저하이다. 이러한 인자들에 대한 평가를 위하여, 모형점토지반에 설치된 24개의 모형현장타설말뚝에 대한 정적 및 동적경사재하시험(12개의 압축 및 12개의 인발)을 수행하였다. 경사반복압축재하시험에서는 반복하중에 의한 지지력의 변화가 무시할 정도였으며, 누적변형량은 송전철탑의 기능성에 영향을 줄수도 있을 것으로 사료된다. 그러나, 경사반복인발시험에서는 과도한 누적변형이 발생하게 되어 결과적으로 현장타설말뚝주변과 점토사이의 접촉면적이 감소하는 것으로 나타났다. 접촉면적의 감소 결과, 반복경사인발하중에 의해서 경사인발지지력의 현저한 감소가 일어난다는 사실을 알 수 있었다. 정적경사인발지지력의 50에서 70퍼센트에 해당되는 반복하중을 받는 대부분의 현장타설말뚝들은 인발되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권3호
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• pp.91-112
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• 1995

현장타설말뚝기초가 보다 빈번하게 여러가지 구조물의 기초로 쓰이고 있다. 그러나, 경사하중하의 현장타설말뚝의 거동에 대하여는 알려진 사실이 거의 없다. 본 연구에서는, 경사하중을 받는 현장타설말뚝의 비배수거동에 대하여 연구하고자 체계적인 실험을 행하였다. 기초의 직경에 대한 깊이의 비와 하중의 경사도가 같은 변수들을 변화시키면서 행한 연구를 통하여 경사하중에 대한 지지력을 예측하는 반이론적 방법을 개발하였다. 시험변수들은 실제 송전탑건설시 가장 빈번하게 사용되는 대표적인 값들과 같도록 선택되었다. 직경에 대한 말뚝의 깊이비(D/B)가 서로 다른 짧은 강체말뚝에 대하여 논하였으며, 축방향 인발, 경사 인발, 그리고 경사 압축등과 같은 하중상태에 대하여 연구하였다. 경사지지력을 구조상호작용 방정식과 본 실험연구에서 개발한 공식을 사용하여 평가하여 보았다. 본 연구에서 개발한 새로운 공식은 실험실 시험치와, 제한적이나마, 현장의 실제시험치에 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.59-66
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• 2004

본 연구에서는 연직말뚝과 경사말뚝에 대하여 모형실험과 수치해석을 실시하여 경사말뚝의 거동 특성을 분석하였다. 상대밀도 79%인 모래지반에 경사각도 0$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$의 강관말뚝을 항타 관입하여 하중재하실험을 실시하였고, 상용 유한요소 프로그램인 PENTAGON 3D를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 모형실험에 의한 경사말뚝의 축방향 지지 력은 경사각도가 $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$에서 연직말뚝에 비하여 111, 95, 81%로 나타났고, 수치해석의 결과도 다소 차이는 있지만 비슷하게 나타났다. 그러나 Petrasovits & Award의 결과는 경사각 $10^{\circ}$에서 모형실험 결과와 유사하지만, 경사각 20$^{\circ}$와 30$^{\circ}$에서는 모형실험결과를 과대평가하였다. 경사각도에 따른 주면마찰력과 선단하중은 모형실험과 수치해석 모두 $10^{\circ}$경사에서 최대값을 나타낸 후, 경사각도가 증가함에 따라 감소하였고, 전체하중에서 주면마찰력과 선단하중의 구성비율은 경사각도에 관계없이 거의 비슷하게 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권2호
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• pp.71-84
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• 1996

본 연구에서는 여러가지의 타설경사각을 갖는 모형 그물식 뿌리말뚝을 제작하여 모형토조에 설치하고 레이닝(raining)방법으로 지반을 조성한 다음 압축시험 및 인발시험을 하여 그물식 뿌리말뚝의 타설경사각과 하중지지력 사이의 관계를 비교분석 하였다. 모형말뚝은 0$^{\circ}$, 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 그리고 25$^{\circ}$의 타설경사각을 갖는 직경 Sulm의 강봉에 모래를 입힌 것으로 직경이 6.5muL 길이가 300mm가 되도록 하였다. 모형 뿌리말뚝의 배치는 동일한 타설경사각을 갖는 8개의 모형 말뚝을 4개씩 2개의 크고 작은 동심원에 접하도록 하였다. 그리고 모형 원형 얕은 기초를 제작하여 압축시험을 수행한 다음 지지력을 구하여 뿌리말뚝의 지지력과 비교하였다. 압축시험 및 인발시험 결과를 회귀분석하면 하중지지능력이 최대가 되는 타설경사각은 대략 12$^{\circ}$~13$^{\circ}$사이이다. 최적 타설경사각에서의 뿌리말뚝의 압축지지력은 원형 얕은기초의 지지력과 비교하면 약 2.0배이고, 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우와 비교하면 13%의 지지력 증대효과가 있다. 그리고 최적타설경사각에서의 뿌리말뚝의 인발저항력은 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우 에 비해 21%의 인발저항력 증대효과가 있다. 압축시험으로부터 얻은 하중-침하량곡선은 타설 경사각이 없는 경우에 전반전단파괴 형태를 나타내며,타설경사각이 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$인 경우, 하중은 극한 지지력에 도달한 후 일정한 값을 유지하는 양상을 보인다. 타설경사각이 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$로 증가하면서 하중은 극한지지력에 도달한 후에도 계속 증가하는 경향이 있다. 따라서, 타설경사각이 있는 경우의 뿌리말뚝은 압축지지력을 초과하여 하중을 받더라도 급격한 파괴에 이르지 않고 점차로 변위가 증가하는 연성 (ductile)거동을 보일 것으로 예상된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1329-1335
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• 2011

본 논문에서는 3 차원 유한요소 한계해석을 기반으로 하여 인장하중, 굽힘 모멘트 및 내압이 작용하는 원주방향 경사관통균열을 갖는 배관의 소성한계 하중값을 제안하였다. 본 연구에서 수행된 유한요소 모델 및 해석 방법은 이상화된 관통균열을 갖는 배관의 소성한계 하중값을 구하기 위한 기존의 이론식과의 비교를 통해 타당성을 입증하였다. 또한, 경사균열이 소성한계 하중값에 미치는 영향을 정량화하기 위하여 대규모의 3 차원 유한요소 해석을 통해 이상화된 관통균열 배관의 소성한계 하중값으로부터 경사관통균열 배관의 소성한계 하중값을 구할 수 있는 새로운 경사균열 보정계수를 제안하고자 한다. 본 논문의 결과인 경사균열 보정계수들은 각 하중조건 및 실제 조건의 형상들에 대해 표 형식으로 나타내었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.85-92
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• 2006

이 논문은 일단고정 타단스프링으로 지지된 변단면 Beck 기둥의 임계하중에 관한 연구이다. 기둥의 변단면을 중실 직사각형 단면을 갖는 선형 변단면으로 채택하고, Bernoulli-Euler보 이론을 이용하여 경사종동력이 작용하는 소위 Beck 기둥의 자유진동을 지배하는 상미분방정식과 경계조건을 유도하였다. 이 미분방정식을 수치해석하여 하중-고유진동수 곡선을 얻고 이로부터 발산임계하중 및 동요임계하중을 산출하였다. 수치해석의 결과로부터 변단면 형태, 경사변수 및 스프링 강성이 임계하중에 미치는 영향을 고찰하였다

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.413-420
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• 2008

파랑하중은 연약지반을 굴착 치환시킨 후에 축조된 사석경사식 방파제의 안정에 직접적인 영향을 주는 요소이다. 특히 일부 침하를 허용하는 굴착치환 사석경사 방파제에서 침하를 유발하는 주요인으로 지목되었으나, 설계 시 파랑하중에 의한 방파제의 침하에 대한 영향을 검토하여 반영하는 사례가 전무한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 파랑하중에 의한 방파제 침하의 영향을 설계에 직접 반영할 수 있도록 수치모형실험을 실시하여 방파제 침하량을 계산한 후 현장계측자료와 비교하였다. 계산값과 실측값은 양호한 일치를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.343-349
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• 2014

본 연구는 치과 임상에서 사용하고 있는 시멘트 유지형 치과용 임플란트의 지지골 응력 분포 안정성을 확인하고자 시행하였다. 모델링과 유한요소 응력 분석은 유한요소 해석 프로그램인 Solidworks를 사용하였고, 시멘트 유지형 임플란트 시스템인 지대주와 고정체를 연결하는 지대주 나사를 20 Ncm 나사조임력에 의한 결합조건을 적용시킨 단관 모델을 제작하고, 설측에서 협측으로의 $45^{\circ}$ 경사로 100 N 크기 외부하중을 가하여 지지골 응력 분포 해석을 실시하였다. 경사하중에 따른 임플란트 고정체의 지지골 응력 크기와 분포를 파악하기 위한 유한요소법 분석을 통해 다음 결과를 얻었다. 고정체 직경, 길이의 조건에 관계없이 임플란트 고정체 상부와 골 접촉부인 치밀골에 응력이 집중되는 양상으로 나타났고, 고정체 길이 증가로 인한 응력 감소 폭보다 직경 증가로 인한 감소폭이 큰 것으로 나타났다 따라서 본 연구 결과는 지지골 형태 조건에 대하여 가능한 큰 직경의 고정체 사용이 효과적이라고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.105-111
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• 2005

본 연구에서는 경사말뚝과 수직말뚝의 정적/동적 거동을 분석하고, 경사말뚝의 내진성능을 향상시키기 위한 보강방법을 제안하기 위하여 진동대 모형시험을 수행하였다. 첫 번째로 정적 횡방향 재하시험을 수행하여 정적 횡방향 하중을 받는 경사말뚝과 수직말뚝의 거동을 비교분석하였으며, 두 번째로 진동대 모형실험을 수행하여 말뚝머리에서 발생하는 축력과 침모멘트를 분석하여 지진하중에 대한 경사말뚝의 취약성을 확인하였다. 마지막으로 지진시 경사말뚝의 내진성능을 향상시킬 수 있는 보강기법을 제안하고 진동대 모형실험을 통하여 그 유효성을 확인하였다. 본 연구에서 경사말뚝의 내진 보강기법으로 말뚝머리와 상부갑판을 연결할 때 고정연결 대신 연성이 큰 고무와 힌지를 이용한 연결조건을 제안하였으며, 경사말뚝의 경사각이 수직 대 수평비가8:3 일 때 지진하중에 의해 경사말뚝에서 최소의 부재력이 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.887-903
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• 2017

터널이 시공되는 환경은 다양하여 지형이 평탄하지 않거나 지표가 경사가 진 경우가 많으며, 이런 경우에는 지반내 응력의 분포가 일정하지 않다. 그러므로 이와 같은 환경에서는 얕은 터널 굴착에 따라 종방향 하중전이 특성이 달라서 그 영향이 불명확하다. 또한, 시공방법이나 지반조건 및 굴진면의 변위형태 등이 종방향 하중전이 발생경향에 영향 줄 것이므로, 이를 종합적으로 고려한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 지반의 경사를 $0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$로 모사하고, 굴진면의 변위형태(상부 큰 변위, 등변위, 하부 큰 변위)에 따른 굴진면의 토압과 터널 천단상부의 종방향 하중전이 특성을 실험적으로 규명하였다. 연구결과 굴진면에서 변위가 발생하면 굴진면 토압이 감소하고 터널의 천단 하중이 증가하며, 굴진면의 토압변화량에 따라 터널 천단상부의 하중전이의 크기와 발생경향이 변화되었다. 따라서 굴진면의 토압변화가 터널 종방향 하중전이에 직접적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 지표경사가 작으면 하중전이 영역이 넓어지며 지표경사가 커질수록 종방향으로 전이되는 경향이 감소하고 굴진면 부근에서 집중되었다. 또한, 굴진면의 변위형태에 따라 종방향으로 전이되는 하중의 분포경향도 달라지므로 종방향 지반의 응력조건과 굴진면의 변위형태는 터널 종방향 하중전이의 형태와 크기에 영향을 주는 것으로 분석되었다.