• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.778-784
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• 2015

얕은기초의 지지력과 침하에 미치는 크기효과를 파악하기 위해 평판과 다양한 크기의 기초를 가정하여 유한요소해석을 수행하고 이론식에 의한 결과와 비교해 보았다. 해석에서 고려한 평판에 대하여 유한요소해석결과 얻은 극한지지력은 이론식에 의한 극한지지력에 비해 큰 차이를 보이지 않았다. 수치해석결과에 따르면 모래지반에 놓인 띠기초의 극한지지력은 이론식에 의한 극한지지력보다 크기효과의 영향을 크게 받았으며 점토지반에 놓인 띠기초의 경우 크기효과의 영향은 없었다. 정사각형기초에 대해서는 대체로 기초지반의 종류에 관계없이 크기효과의 영향이 없었다. 수치해석결과에 따르면 기초의 침하량은 기초지반 종류에 관계없이 이론식과는 달리 크기효과의 영향을 받아 대체로 그 크기가 기초폭에 비례하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.5-16
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• 2011

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 이용하여 석회공동형성 암반에 시공된 말뚝기초의 하중지지 메카니즘 변화를 분석하였다. 이를 위하여 공동의 기하학적 조건을 변화시키며 말뚝기초의 극한지지력, 지반의 항복형태, 말뚝과 공동 주위의 응력분포 및 말뚝기초의 침하와 공동의 변형 등 해석결과를 고찰하여 말뚝기초의 역학적 거동을 검토하였다. 본 연구결과, 말뚝의 하중지지 메카니즘, 지반의 파괴형태 및 말뚝기초의 극한지지력 감소율은 공동의 기하조건에 의해 결정되며 이러한 경향을 토대로 공동의 특정조건에 대한 말뚝의 극한지지력 감소율 그래프를 제시하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권1호
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• pp.35-46
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• 1989

사질토에 있어서의 말뚝지지력을 해석하기 위하여 아세톤 고형, 수지충진기법을 사용한 모형말뚝 실험을 하여 흙의 변형을 조사하였다. 이 결과로부터 새로운 변형형태가 가정되었으며, 구형공동확장이론을 적용하여 새로운 해석법을 제시하였다. 새로운 해석법에 의한 말뚝지지력은 극한 구형공동확장압력과 지지력 상관계수로 표시된다. 본 해석법의 결과는 공동확장이론을 근거로 한 타 해석법과 비교되었다. 비교 결과, 본 해석법은 공동확장이론에 의한 말뚝지지력 해석의 결점으로 지적되는 실제보다 높은 지지력을 주는 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.65-73
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• 2006

최근 신뢰성 이론에 바탕을 둔 한계상태설계법(Limit State Design)이 국제적으로 도입되고있는 추세이다. 이에 본 연구에서는 사질토 지반에 근입된 항타 및 현장타설 말뚝의 지지력 산정법에 대한 신뢰도지수와 안전율과의 관계를 규명하고자 하였다. 본 연구는 말뚝 직경의 10% 침하 시 지지력을 결정하는 방법(0.1B), Chin의 방법, De Beer의 방법과 Davisson의 방법에 대한 말뚝 지지력 산정결과를 비교 분석하였고, 말뚝의 지지력 산정 시 유용하게 활용되는 CPT결과를 통한 말뚝의 지지력 산정법 중에서 LCPC법에 의한 지지력과의 비교를 통해 FOSM법을 바탕으로 각 산정 법에 대한 신뢰도를 평가하였다 각 말뚝지지력 해석 방법에 따른 안전율과 신뢰도지수 관계 분석결과, 극한지지력을 규정하는 0.1B와 Chin의 방법에 대한 신뢰도지수가 De Beer와 Davisson에 의한 신뢰도지수보다 높은 것으로 나타났으며, 목표신뢰도지수 $2.0{\sim}2.5$를 기준으로 하여 항타 말뚝에서의 안전율 2는 방법에 따라 다소 증대될 필요가 있고, 현장 타설 말뚝에서는 극한 지지력 확인시 안전율 3보다 작게 적용할 수 있는 여지가 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.5-16
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• 1998

모래지반에서 모형강널말뚝의 수직하중에 대한 거동을 알아보기 위하여 말뚝단면적이 동일하고 플랜지의 개구정도가 각기 다른 5개의 모형말뚝을 제작하였으며, 각 말뚝에 대해 상대밀도, 하중작용방향(압축, 인발)을 달리하여 토조내에서 실내 모형말뚝시험을 수행하였다. 동일한 말뚝에 대해 인발하중을 받는 경우보다 압축하중을 받는 경우가 극한지지력에 있어 100%가량 크며, 상대밀도가 조밀할수록 그 차이는 더욱 증가하였다. 인발재하시험에서 극한지지력과 극한상태의 침하량은 상대밀도가 증가함에 따라 증가하였으며, 동일한 지반조건하에서 개구정도의 변화에 따른 극한지지력과 침하량은 일정한 범위내에 존재하였다. 압축하중조건하에서 극한지지력은 개구정도가 30$^{\circ}$이내에 있을 경우 가장 크게 나타났으며, 상대밀도가 커질수록 이러한 경향이 뚜렷하게 나타났다. 단면의 변화에 따른 극한하중 변화는 하중분포의 해석결과 부분폐색효과에 기인된 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.41-49
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• 2016

해상구조물을 지지하는 말뚝기초는 바람, 조류, 파랑 등의 영향으로 횡방향 반복하중을 지배적으로 받는다. 본 연구에서는 횡방향 반복하중이 말뚝의 횡방향 극한지지력에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 서로 다른 세 가지 상대밀도(40%, 70%, 90%)로 조성된 모래지반에서 모형말뚝시험을 수행하였다. 상대밀도 40%로 조성 된 모래지반에서는 횡방향 반복재하 시 말뚝 주변 지반이 조밀해짐에 따라 횡방향 극한지지력이 증가하였다. 반면, 상대밀도 70%와 90%로 조성 된 모래지반에서는 횡방향 반복재하 시 말뚝 주변 지반의 교란효과로 인하여 횡방향 극한지지력이 감소하였다. 이러한 횡방향 극한지지력의 증가 및 감소효과는 횡방향 반복하중의 크기가 커질수록 더욱 명확하게 나타났으며, 모래지반의 포화 여부에는 큰 영향을 받지 않았다. 모형시험 결과를 활용하여 모래지반의 상대밀도, 횡방향 반복하중의 크기에 따른 말뚝의 횡방향 극한지지력 산정 식을 제안하였고, 이를 횡방향 반복하중을 지배적으로 받는 말뚝의 설계 시 활용 가능하도록 하였다.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.55-64
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• 2004

본 연구에서는 쇄석다짐말뚝의 합리적인 국내 적용을 위하여 쇄석다짐말뚝의 지지력에 가장 크게 영향을 미치는 주요 설계 파라미터에 대한 민감도 분석을 실시하고 단일 쇄석다짐말뚝의 주요 파괴 메커니즘인 Bulging과 General Shear Failure시에 대해 주요 파라미터가 지지력 예측에 미치는 영향을 분석하여, 향후 쇄석다짐말뚝의 설계를 위한 지반조사 및 시험시에 활용할 수 있도록 하였다. 또한 국내 현장에서 시행한 재하시험 결과를 이용하여 현재 주로 이용되고 있는 지지력 예측 이론들의 적용성을 평가하였다. 분석결과, Bulging 및 General Shear Failure시의 기존의 지지력 이론식으로 구한 극한지지력이 정재하시험의 실측치보다 과소평가하였으며, 원지반의 비배수전단강도, 쇄석다짐말뚝의 내부마찰각, 횡방향응력, 원지반이 받는 상재하중 등이 극한지지력에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, General Shear Failure시의 민감도 분석결과, 원지반의 비배수 전단강도, 쇄석다짐말뚝의 내부마찰각, 원지반이 받는 상재하중의 변화에 따른 지지력은 각 제안식 별로 크게 차이가 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.27-38
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• 2019

균질한 지반에서 말뚝의 지지력은 선단지지력과 주변마찰력의 합이며, 사질지반에서는 주변마찰력이 선단지지력보다 우세한 것으로 알려져 있다. 다수의 말뚝을 근접하여 설치하는 무리말뚝에서는 말뚝 하나하나의 지지력이 말뚝 상호간 간섭에 의해 달라질 수 있으므로, 말뚝의 근접도에 따라서 선단지지거동과 주변마찰거동의 변화를 정확하게 파악하여 말뚝을 설계해야 한다. 따라서 본 연구에서는 주면마찰거동의 영향을 배제한 상태에서 무리말뚝의 선단지지거동을 측정하기 위해 크기가 일정한 원형 토조에서 여러 가지 직경과 깊이로 말뚝을 설치하고 상대밀도가 균일한 모래지반을 조성한 후 선단지지력을 측정하여 무리말뚝의 근접도에 따른 영향을 확인하였다. 연구결과 말뚝의 선단저항력은 비교적 뚜렷하게 극한값을 나타냈다. 말뚝의 극한선단지지력은 주면마찰력과 말뚝의 직경에 의한 영향을 적게 받으며, 말뚝관입길이가 깊어질수록 일정한 값에 수렴하였다. 또한, 무리말뚝에서 인접한 말뚝이 말뚝 직경만큼 서로 이격되어 있으면 인접말뚝의 영향이 거의 없었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권7호
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• pp.29-39
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• 2015

버킷기초에 작용하는 수직하중의 일부는 내부 흙을 통해 저면으로 나머지는 스커트 외주면과 지반 사이로 전달된다. 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 설계를 위해서는 수직 하중전이 특성을 명확하게 규명해야 하나 아직 이에 대한 연구가 수행되지 않았다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직하중에 대한 지반의 응답을 계산하였다. 극한 상태에서 버킷기초의 선단지지력은 얕은기초의 지지력보다 크며 주면마찰력은 말뚝의 설계식에 비하여 작은 것으로 나타났다. 선단지지력은 스커트 외주면에 작용하는 전단응력이 파괴면을 아래로 밀어내어 파괴면이 확장되기 때문에 얕은기초에 비하여 큰 것으로 분석되었다. 반면 주면마찰력은 침하가 진행되면서 버킷기초 하부의 흙이 수평방향으로 밀려 이동하면서 스커트에 작용하는 수평응력이 감소하기 때문에 작은 것으로 나타났다. 버킷기초의 극한지지력은 얕은기초의 선단지지력과 주면마찰력 설계식을 합한 값보다 큰 것으로 계산되었다. 이는 주면마찰력은 설계식보다 작지만 크기가 선단지지력에 비하여 매우 작아 지지력에 큰 영향을 미치지 않는 반면 선단지지력은 주면마찰력에 비하여 증가폭이 크기 때문이다.