• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.85-93
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• 2001

본 논문에서는 연약지반에 시공된 교대말뚝기초에 인접하여 성토하중이 재하될 때 발생하는 측방유동의 발생메커니즘을 규명하기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 본 수치해석에서는 점성토 지반과 점성토-사질토 지반 그리고 사질토-점성토 지반에 선단지지된 강관말뚝에 대하여 성토하중 크기(q=20, 75, 100kPa)와 말뚝두부조건(변위구송, 회전구속) 그리고 말뚝중심간격(s=2.5d, 5.0d, 7.0d, 단독말뚝)에 따라 측방유동압의 분포형태와 크기를 분석하였다. 그 결과 측방유동압의 분포형태는 교대말뚝기초의 수평변위와 유사한 형태로 나타났으며 측방유동압의 크기는 배면 성토하중의 크기에 대한 비로써 결정할 수 있었다. 그리고 점성토 지반과 점성토-사질토 지반의 경우, 측방유동압의 분포형태와 크기는 말뚝두부조건에 가장 큰 영향을 받는 반면 사질토-점성토 지반의 경우에는 말뚝두부조건보다는 토층조건에 가장 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 토대로 연약지반에 시공된 교대말뚝기초의 측방유동에 대한 설계 및 해석시 지침자료로서 측방유동압의 분포형태와 크기를 추천.제안한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.77-88
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• 2010

본 연구에서는 다양한 상대밀도의 건조, 포화 사질토 지반을 조성하고, 군말뚝의 중심 간격을 말뚝 지름의 3배, 5배, 7배로 조정하며 1g 진동대 실험을 수행하였다. 실험으로 얻은 동적 p-y 곡선을 분석하여, 말뚝중심간 간격, 군말뚝 내말뚝의 위치, 지반의 상대밀도, 그리고 진동 중 발생하는 과잉간극수압에 따라 군말뚝의 동적 p-y 곡선이 달라지는 것을 확인하였다. Yang 등(2009)이 제시한 단말뚝의 동적 p-y 중추곡선과 군말뚝의 동적 p-y 곡선을 비교하여 동적 p-승수를 산정해본 결과, 입력가속도 진폭과 지반의 상대밀도가 증가할수록 p-승수의 값이 증가하였으며, 말뚝 중심 간격이 말뚝지름의 7배가 되었을 경우 군말뚝 효과가 사라지는 것으로 나타났다. 기존의 연구자들이 제안한 정적, 동적 p-승수 값들과 우리나라 기준서에서 제안하고 있는 p-승수 값들은 살험값과 비교하여 최대 0.7(약 70%) 정도까지 차이를 보였으며 이에 본 연구에서는 말뚝 중심 간격과 지반의 상대밀도를 기준으로 동적 p-승수 값을 새롭게 제안하였다.

• 물과 미래
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• 제29권3호
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• pp.143-152
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• 1996

도시하천의 복개구간내 흐름의 수리는 복개슬라브를 지지하는 말뚝군 주위에 발생하는 과류의 중첩 및 간섭효과 때문에 대단히 복잡하다. 본 연구에서는 말뚝군의 여러 가지 배치에 따른 배수위 상승효과를 정량적으로 산정하기 위한 방법을 제안하기 위해 광범위한 실험적 연구를 수행하였다. 배수위 상승을 지배하는 인자로는 말뚝군으로 인한 흐름단면의 축소율과 흐름의 Froude 수, 흐름 방향으로의 말뚝군 간격, 복개구간의 총길이 등으로 밝혀졌다. 흐름방향에 직각인 방향으로 교각을 설치한 경우 단면 축소율과 흐름의 Froude수가 배수위 상승에 미치는 영향을 분석하였으며 배수위 상승량의 산정을 위한 다중회귀분석식을 도출하였다. 흐름의 횡방향 및 종방항으로 배치시킨 말뚝군이 배수위 상승에 미치는 영향도 단면 축소율, 흐름의 Froude 수, 흐름방향의 말뚝간 간격 및 복개구간의 총길이 등의 항으로 분석하였으며, 실험자료의 다중회귀분석에 의해 이들 영향인자를 사용하여 배수위 상승률을 산정할 수 있는 경험식을 도출, 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.35-46
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• 2015

본 연구에서는 최근 국내에서 사용이 증가하고 있는 2열 자립식 흙막이 공법에 있어서 안정성에 영향을 미치는 주요 설계인자들을 분석하고 설계기준을 제안하기 위하여 현장적용 결과의 분석 및 3차원 유한차분 해석을 수행하였다. 지반특성에 따른 본 공법의 거동을 분석하기 위하여 사질토가 지배적인 현장과 점성토가 지배적인 2개의 현장에 적용을 수행하였으며, 굴착에 따른 흙막이 벽체의 수평변위 및 휨모멘트를 분석하였다. 3차원 유한차분 모델링 기법의 타당성을 검증하기 위하여 현장적용 결과와 비교 분석을 수행한 결과, 본 연구의 수치해석 모델링 기법은 본 공법의 굴착에 따른 거동을 합리적으로 모사하는 것으로 나타났다. 또한 흙막이 벽체를 구성하는 전열말뚝(엄지말뚝) 및 후열말뚝(억지말뚝)의 간격(S), 전열말뚝과 후열말뚝간의 거리(D), 굴착심도(H) 및 말뚝의 근입깊이(Z) 등, 본 공법의 주요 설계인자들의 영향 정도를 분석하기 위하여 다양한 경우의 3차원 유한차분 모델링 및 해석을 수행하였다. 그 결과, 굴착에 따라 발생하는 흙막이 벽체의 최대 수평변위는 전열말뚝 및 후열말뚝의 간격의 감소, 전열말뚝과 후열말뚝간의 거리의 증가 및 말뚝 근입심도의 증가에 따라 감소하였으며, 이러한 특징은 점성토 조건의 지반보다는 사질토 조건의 지반에서 보다 명확하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.29-38
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• 2010

강관합성말뚝은 외부 강관의 합성 구속효과에 의해 말뚝강도가 커지고, 연성파괴 거동이 발생한다. 본 연구에서는 해상 지반에 근입된 무리말뚝에 대하여 말뚝재료의 항복거동 및 지반의 탄소성 거동을 함께 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하여 하중-변위 거동 및 강관합성말뚝의 보강효과를 분석하였다. 이를 위하여 강관, 콘크리트, 강관합성말뚝에 대하여 각각 말뚝간격, 말뚝직경 그리고 재하방향을 달리한 변수연구를 수행하였다. 그 결과 수직방향지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝과 비교하여 평균 90% 큰 것으로 나타났고, 콘크리트 말뚝에 대하여는 평균적으로 동일하게 나타났다. 그러고 허용변위 기준에서의 수평방향 지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝보다 평균 50%, 콘크리트 말뚝보다 평균 22% 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.191-201
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• 2000

본 연구에서는 굴착부지가 넓고 지하수위가 높은 점성토지반에 얕은 굴착시 종래에 널리 적용되었던 강널말뚝 흙막이공 대신 줄말뚝을 이용한 흙막이공을 제안하였다. 줄말뚝을 이용한 흙막이 구조물의 거동을 관찰하기 위하여 지하굴착기간 동안 경사계 및 지하수위계를 설치하여 말뚝과 지반의 수평변위와 지하수위 변화를 조사하였다. 현장계측결과 말뚝과 지반의 변형거동은 굴착면 기울기, 말뚝두부구속조건, 말뚝설치간격, 굴착지반의 안정수 등의 요소에 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 줄말뚝을 이용한 흙막이공의 시공성과 안정성뿐만 아니라 근접시공의 문제점이 없는 연약지반에서는 강널말뚝 흙막이공보다 경제적인 공법임을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.775-778
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• 2008

기초의 지지방식 중 깊은 기초로 분류되는 말뚝기초는 일반적으로 고강도의 기성강관(Spiral Steel Pipe)을 재료로 한 말뚝을 사용하는 것이 설계 및 시공측면에서 유리하나, 현재 국내 외의 치솟는 건설원자재 비용 및 고유가에 따른 장거리 운반비용의 증가와 더불어 건설현장에서의 경제적 부담이 상당부분 증가되고 있는 실정이다. 특히, 개발후진국을 비롯한 건설 산업의 국제적 진출에 대한 활기와 더불어 해외현장 변동상황(원자재의 수급 문제에 따른 공기지연 및 경제성) 등을 고려하면 이에 대한 능동적인 대처가 절실할 수 있다. 본 사례는 중동지역 $\bigcirc\bigcirc$조선소의 이러한 현장여건을 고려하여 중 소하중 규모의 크레인 기초에 적용된 말뚝의 구조 해석적 검토와 지역 지반조건을 반영하여 안정하고 현지조달이 가능한 말뚝 재료의 변경을 제안한 경우이다. 본 검토에서는 기초 말뚝의 정역학적 허용지지력과 기초지반 조건을 고려한 항타관입 분석 및 크레인 이동하중을 고려한 응력해석을 실시하여 최대연직력, 모멘트, 전단력, 응력비 등을 비교하였으며, 동일한 검토조건하에서 결과를 바탕으로 변경 가능한 말뚝을 선정하였다. 기초지반에 대한 적정안전율을 갖는 허용지지력 및 구조적 안정성의 확보가 가능한 콘크리트 말뚝으로의 변경이 가능하며 상부하중 규모에 따라 설치간격에 따른 파일본수의 증 감이 발생되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.39-51
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• 2009

본 연구는 지반변형을 일으키는 경사모래지반에 매설된 사각형 수동열말뚝의 모형실험에 대한 것이다. 실험은 지반의 경사각을 조절하여 지반파괴를 유도 하였고, 말뚝의 형상, 위치, 간격을 달리하여 말뚝 거동을 측정하였다. 그 결과 수동말뚝에 작용하는 토압과 수평저항력 그리고 지반변형억제 효과를 확인하였다. 전면 폭이 넓은 B-type 말뚝이 측면 폭이 넓은 H-type 말뚝보다 지반변형억제 효과가 크게 나타났다. 사면경사에 따른 수평저항력 그래프를 이용하여 사면의 파괴각, 말뚝과 지반의 분담력을 알 수 있다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2004년도 춘계 학술발표회
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• pp.212-217
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• 2004

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.207-220
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• 1999

성토지지말뚝으로 지지된 연약지반상 성토지반의 파괴형태를 조사하기 위하여 실내모형실험이 실시되었다. 성토지지말뚝은 성토하중의 지지효과를 증대시키기 위하여 줄말뚝의 형태로 설치하였으며 줄말뚝의 두부는 지중보 형태의 말뚝캡보로 서로 연결시켰다. 이 말뚝캡보는 성토지반의 장축방향에 직각이 되도록 연결시켰다. 사용모래로는 주문진 표준사를 사용하였으며 성토지반의 변형거동을 관찰하기 위하여 흑연가루로 채색한 모래층과 원래의 모래층을 서로 3mm두께로 번갈아 성토하여 줄무늬를 만들었다. 실험중 촬영한 사진분석으로 부터 성토지반의 파괴형태는 지반아칭파괴와 펀칭전단파괴의 두가지임을 알 수 있다. 성토지반내 어떤 파괴형태가 발생될 것인가는 성토고와 말뚝캡보 사이의 간격에 의존함을 알 수 있다. 즉 성토고가 말뚝캡보사이 간격에 비하여 충분히 높으면 지반아칭파괴가 발생되며 그 반대의 경우는 펀칭전단파괴가 발생된다. 지반아칭파괴는 말뚝캡보 폭과 같은 두께를 가지는 반원통형 아치형태로 성토지반내에 발생한다. 그리고, 말뚝캡보 위에는 쐐기영역이 발생하며 이 쐐기영역은 지반아칭파괴나 펀칭전단파괴가 발달하는 동안에도 변형되지 않은 상태로 남아있다. 펀칭전단파괴시 변형토괴의 경계형상도 실험중 촬영한 사진분석에 근거하여 밝혀질 수 있다.