• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.65-74
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• 2005

압밀이 진행 중인 지반에 설치되는 말뚝은 부마찰력을 받으며 과도한 부마찰력은 기초 및 상부구조물의 안정에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 큰 잔류침하가 예상되는 연약지반에 교각 기초로 시공되는 말뚝의 부마찰력을 산정하여 기초의 지지력에 대한 안정성을 평가하였다. 본 연구에서는 연약 점성토 내에 설치될 말뚝기초가 큰압밀침하가 발생하는 지역에 적합한지 여부를 판단하였는데, 이를 위해 시기별 지반조사 자료로부터 얻은 대상지반의 압밀정수와 침하 계측자료를 이용하여 현재의 압밀도와 잔류침하량을 산정하였다. 말뚝의 깊이별 침하량은 부마찰력을 고려할 수 있도록 수정된 하중전이함수법과 수치해석적 방법의 두 가지 방법으로 예측하였는데, 두 방법으로 구한 깊이별 말뚝변위와 최대 축하중은 서로 유사한 값을 나타내었으며, 중립면의 위치도 유사하게 나타났다. 부마찰력을 고려하여 말뚝의 지지력에 대한 안전성 평가를 수행한 결과 말뚝이 설계지지력에 못미치 경우에는 slip layer코팅을 적용하여 부마찰력을 감소시키거나 말뚝의 지지층 근입깊이를 늘려 지지력을 증가시키는 방안을 추천하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.179-188
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• 2002

평판재하시험으로 부터 실제 기초지반의 지지력 및 침하량을 산정할 때, 재하판과 실제기초의 크기가 상이하므로 인해 일어나는 영향, 즉 Scale effect가 고려되어야 한다. 본 논문에서는 재하폭에 따른 지지력 및 침하량의 변화특성을 분석하기 위해 5종류의 모형기초지반을 형성하고, 크기가 각각 l0cm, 15cm, 20cm, 25cm인 4가지 크기의 정사각형 평판으로 재하시험을 실시하여 재하폭에 따른 지지력 및 침하 특성을 분석하였다. 재하시험을 실시하여 분석한 결과, 순수모래 지반에서는 재하폭이 커지면 극한지지력은 증가하였으나 Scale effect에 관한 기존의 식과 같이 비례적으로 증가하지는 않았고, 순수점토 지반에서도 재하폭이 커지면 극한지지력은 약간 증가하여 재하폭에 무관하지 않은 것으로 나타났다. 또한 재하폭과 침하량의 관계를 보면 순수모래 지반은 재하폭이 커지면 침하량은 증가하였으나 Terzaghi and Peck(1967)의 실험식에 의한 값만큼 증가하지는 않았으며, 순수점토 지반에서도 재하폭이 커지면 침하량은 증가하였으나 Scale effect에 관한 기존의 식과 같이 비례적으로 증가하지는 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.73-83
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• 2005

최근 사용이 증대되고 있는 말뚝지지 전면기초(piled raft foundation) 개념의 기초 설계에서는 지지력을 증대시키기 위한 목적 보다는 주로 침하를 감소시킬 목적으로 말뚝이 사용된다. 콘크리트궤도가 연약한 지반에 설치되는 경우에는 일반적으로 지지력 측면에서의 문제는 없으나, 과도한 침하가 발생할 수 있다. 이 경우 소수의 소구경 말뚝을 궤도하부에 적절히 배치하여 설치하면 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 예측된다. 본 논문에서는 말뚝 설치로 인한 콘크리트궤도의 침하감소 효과를 수치해석을 통해 평가하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 말뚝이 설치된 콘크리트궤도를 모델링 하였으며, 지반 강성과 말뚝 배치의 변화에 따른 침하량 감소 효과의 차이를 분석하였다. 해석 결과로 부터 말뚝설치를 통해 콘크리트궤도의 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있는 것을 확인하였으며, 경제적인 설계를 위한 지반조건에 따른 합리적인 말뚝 열수와 간격을 제시하였다. 또한, 지반 조건과 말뚝 배치의 변화에 따른 말뚝의 하중분담 특성을 분석함으로써, 콘크리트궤도 하부에 설치된 말뚝의 지지 메커니즘을 파악하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.5-15
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• 2011

일본에서 개발된 원추형 팽이기초(Top-Base Foundation)와 국내에서 개발된 부양형 팽이기초(Floating Top-Base Foundation)를 대상으로 대표 점토질 연약지반인 저압축성점토, 점토질 실트, 점토질 모래에 타설하여 실내모형실험을 수행하였다. 본 실험을 통해 하중-침하량, 기초측면 히빙량, 지중응력분포 등을 측정하여 두 가지 팽이기초의 성능을 비교 평가하였다. 또한, 단변길이 증가에 따른 침하량 변화를 분석하였다. 실내모형실험 결과 부양형 팽이기초가 지지력 증진, 침하량 저감, 응력분산효과, 측방구속력에 대해서 좀 더 우수한 성능을 발휘하는 것으로 나타났으며, 기초폭증가에 따른 침하량은 팽이기초 $5{\times}5$배열을 기점으로 수렴하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2212-2218
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• 2015

세 종류의 얕은기초를 지지하는 기초지반의 하중지지거동을 살펴보고자 모래지반과 점토지반을 가정하여 유한요소 해석을 수행하였다. 띠기초를 지지하는 모래지반의 파괴영역의 형상 및 크기는 상대밀도에 따라 달랐으나 점토지반의 경우 강도에 따라 파괴영역에 차이가 거의 없으며 이론에서 고려되는 파괴영역과 유사한 결과를 보였다. 모래지반에 대한 수치해석을 통해 얻은 하중-침하곡선의 형상을 고려해 볼 때 느슨한 모래에 놓인 기초의 경우 거의 관입전단파괴양상을 보였으며 조밀한 모래에 놓인 기초의 경우 극한하중이 뚜렷하지는 않았다. 점토지반에 놓인 기초에 대하여 수치해석을 통해 얻은 하중-침하량곡선의 경우 침하가 급격하게 증가하는 항복점이 존재함을 알 수 있었다. 모래지반에 의해 지지되는 기초에 대해 이론식에 의해 예측된 극한하중은 수치해석에 의한 극한하중보다 큰 값을 보였으며 점토지반에 대해 이론식에 의해 예측된 극한하중은 수치해석에 의한 극한하중과 유사한 값을 보였다. 1 인치 침하기준법에 의해 결정된 극한하중은 수치해석을 통해 얻은 극한하중보다 약간 작은 값을 보여 안전측의 결과를 보였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.498-503
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• 2009

얕은기초의 침하량은 기초강성에 따라 크게 좌우되지만 기존의 이론적인 연구결과는 실무에 적 하기에 불충분하였다. 그러므로, 본 연구에서는 3차원 수치해석법을 이용하여 직사각형 기초의 길이비에 따른 강성 보정계수를 산정하고자 하였다. 우선, Mayne & Poulos(1999)가 정사각형 기초에 대하여 제안한 강성 보정계수와 비교하여 본 수치해석 기법의 적용성을 검증하였다. 그리고, 검증된 수치해석 기법을 적용하여 직사각형 기초의 길이비를 L/B=1, 2, 5로 달리하여 해석을 수행하였다. 그 결과, 동일한 기초강성에서 기초의 길이비(L/B)가 증가함에 따라 강성 보정계수 값이 점차 증가하는 결과를 보여주었다. 그러나 L/B=5 인 경우에는 강성계수가 10이상 되더라도 기초는 완전강성 거동을 보이지 않았다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권2호
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• pp.137-154
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• 1997

한계상태설계법상에서 말뚝기초는 상부구조물의 안정성과 공용성에 근거하여 지지력과 침하 량을 만족하도록 설계되어야한다. 본 논문에서는 공용성을 검토하기위해 과압밀된 점토지반에 위치한 9본의 군말뚝과 2본의 단말뚝에 대하여 실무에서 많이 이용되고 있는 예측식과 현장에서 수행한 피조콘 자료를 이용하여 침하량을 산정했다. 지반에 따라 공간적으로 변화하는 탄성계수가 침하예측에 미치는 영향을 간략히 조사했다. 예측방법으로는 단순탄성론적 예측식 인 베직법 (Vesic's method)과 풀러스법 (Poulos'B method)을 이용했으며 산정된 침하량을 실지 말뚝재하실험을 통해서 계측한 것과 비교한 결과 대부분 과다하게 예측했고 지반의 탄성계수를 직선적으로 가정한 같파는 침하계산에 큰 영향은 미치지 않는 것으로 판단되었다.

• 지질공학
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• 제15권4호
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• pp.423-433
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• 2005

직접기초의 설계 및 안정성 평가를 위해 편마암 풍화토로 구성된 A, B 대상현장에서 평판재하시험을 실시하여 이론적, 경험적 지지력 공식 및 여러 침하량산정 공식에 대한 비교$\cdot$분석을 실시하였다. 또한, 편마암의 풍화토지 반에 실시되어진 평판재하시험의 결과를 이용한 효율적인 안정성 평가방법을 고찰하였다. 그 결과 허용 지지력은 Terzaghi의 이론공식이 평판재하시험 결과에 비교하여 과대하게 산정되어지는 것으로 나타났으며, 직접 기초 설계시 국내에서 가장 널리 이용되고 있는 Terzaghi-Peck 방법이 침하량이 크게 나타나 안정적인 설계를 하는데 효과적으로 나타났다. 또한, 편마암의 풍화토 지반에 실시된 평판재하시험결과 하중-침하 곡선에서 얻어진 지지력으로 안정성을 검토하는 경우 침하량 관점 보다 더 안전측으로 평가되어 짐을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.545-550
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• 2016

본 연구에서는 말뚝기초의 실내모형시험을 통해 연약지반상의 경량포장체용 기초로서의 적합성을 분석 및 평가를 목적으로 하고 있다. 안전성 평가를 위해 실내모형시험용 경량포장체용 말뚝기초모형을 실제 포장체 사이즈의 1/30으로 축소한 모형을 이용하여 시험을 실시하였다. 지반 조건은 연약지반을 모사하여 모델링하였고, 말뚝은 마찰군말뚝으로 실험하였다. 제한된 실험으로부터 측정된 모형포장체의 침하량은 Case A는 0.86 mm, Case B는 0.70 mm, Case C는 0.50 mm로 측정되었다. 측정된 말뚝기초 모형의 실험값을 실제 크기로 환산하였을 때의 최대침하량과 부등침하량은 각각 25.8 mm와 10.8 mm로 도로교 설계기준에 의거하여 최대부등변위량인 50 mm와 부등변위량 20 mm를 넘지 않는 것으로 보이며 침하량을 기준으로 안전성을 평가 할 경우 안전한 것으로 판정되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.35-43
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• 2010

본 연구에서는 수치해석과 현장계측을 연계하여 압밀과 재하폭의 영향을 고려한 연약지반 상 팽이말뚝기초의 최적 침하량을 평가하여 기존의 침하량 산정법을 수정한산정 기법을 제안하였다. 팽이기초공법이 적용되는 연약지반(점성토, 사질토)을 선정하고, 3차원 유한요소해석을 통해 현재 팽이기초공법에서 고려치 못하는 압밀과 재하폭의 영향을 분석하였다. 분석 결과, $7\times7$ 이상의 팽이배열을 가지는 경우, 재하폭의 증가에 따라 영향깊이가 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. 이 때, 팽이말뚝 1개의 폭 BT(=0.5m)에서, 최대 영향깊이는 점성토지반의 경우에 28BT 정도를 보였으며, 사질토지반은 최대 $18B_T$로 나타났다. 본 연구 결과, 현재 재하폭과 압밀의 영향을 고려하지 못하는 팽이기초 침하량 산정식은 실제 계측 침하량과 비교하여 약 2배 이상 과다하게 산정하고 있음을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 연약 단일지반에 따른 bilinear 형태의 영향깊이 산정식과 하중분산각을 제안하였고, 이를 통해 산정된 침하량은 실제 침하량과 비교적 유사하게 나타나 국내 현장조건을 적절히 반영할 수 있음을 확인할 수 있었다.