• 한국방재학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.103-110
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• 2001

흙의 비선형 변형 특성과 말뚝의 강성을 동시에 고려한 즉, 말뚝과 지반의 상호 거동을 고려한 말뚝 기초 구조의 해석을 수행하였다. 특히 비균질, 비탄성 재료인 철근 콘크리트 말뚝의 단면응력과 균열 발생등의 원인으로 변화되는 말뚝의 휨강성을 구조해석에 적용하였다. 흙의 비선형 특성치는 토질 종류에 따라 흙의 탄성한계를 넘어 항복을 고려한 P-Y curve를 이용한 방법 및 N치에 의한 내부마찰각 산정에 따른 방법으로 얻었다. 본 연구 결과는 말뚝의 강성변화에 의해 교량상부구조의 변위 및 일부단면력이 커짐을 알 수 있었다. 따라서, 최적설계를 위한 정확한 구조해석에서 말뚝의 강성변화에 따른 적합한 구속조건을 고려할 필요가 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.35-44
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• 2019

본 연구에서는 수직증축 공동주택 하부 신설 보강말뚝의 축강성(K_vr)을 기존말뚝의 열화를 고려한 이론적인 접근과 수치해석을 통하여 산정하였다. 3차원 유한요소 수치해석을 수행하는 과정에서, 이론적인 접근과 38본의 시험 말뚝계측 결과를 통하여 제안된 열화를 고려한 기존말뚝 축강성(K_ve)의 상한 값을 적용하였다. 이를 통해, 수직증축 리모델링으로 인하여 증가된 하중을 안정적으로 지지하기 위한 신설 보강말뚝의 최소 축강성을 산정하였다. 신설 보강말뚝의 축강성 제안은 선단지지 말뚝과 마찰말뚝에 대해 수행하였고, 다양한 세장비(L/D)에 따라 제안하였다. 해석기법은 기존말뚝의 설계 당시의 양호한 상태를 고려한 말뚝지지 전면기초 거동 해석과 열화가 고려된 기존말뚝의 축강성을 적용한 말뚝지지 전면기초 거동 해석을 수행하였다. 두 해석기법에 대한 검증을 수행한 결과 말뚝지지 전면기초 거동해석이 가능한 것으로 확인되었고, 이를 통하여 기존말뚝의 열화가 발생하였을 때 선단지지 신설 보강말뚝 축강성이 44 - 67% 증가되어야 수직증축 구조물의 안정성이 확보됨을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.17-30
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• 2019

본 연구는 3차원 수치해석을 통해 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담율(Load Distribution Ratio)과 근사적 해석 기법으로 보강말뚝의 축방향 강성(Axial Stiffness)을 산정하였다. 시공단계를 고려하여 말뚝기초의 LDR에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해서 1) 말뚝기초의 강성, 2) 말뚝기초의 선단지지조건, 3) 기초판 접촉효과, 4) 보강말뚝의 설치위치에 따라 해석을 수행하여 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분담율 거동을 확인하였다. 또한 5) 기존말뚝의 축방향 강성($K_{ve}$)를 사용하여 말뚝지지 전면기초의 3차원 근사적 해석기법(YSPR)으로 보강말뚝의 직경에 따른 강성($K_{vr}$)을 산정하고, 장기간 사용으로 인한 경화를 고려하여 $K_{ve}$를 3단계로 나누어 감소시켜 보강말뚝의 강성 변화의 경향을 살펴보고, 신설 말뚝의 강성 산정방법을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.107-114
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• 2001

비검측공 시험법을 현장타설말뚝의 건전도 평가 목적으로 적용함에 있어서 시험법의 적용성을 향상시키기 위한 연구가 진행되어 오고 있다. 본 논문에서는 같은 맥락에서 수행되어 온 일련의 해석적 연구 결과 중 시험법의 해상도에 관한 문제와 말뚝 주변 및 선단지반의 강성이 비검측공 시험결과에 미치는 영향에 관해 다루었다. 본 논문에서 수행한 연구결과에 의하면 충격응답기법의 해상도를 평가하기 위해서는 말뚝재료에 대한 지반의 강성비($V_{s}$ /$V_{c}$)와 말뚝의 길이에 대한 직경의 비(L/D)에 의존하는 기존 평가기준에 부가하여 말뚝의 상대적인 체적변화가 필히 고려되어야 한다는 결론을 얻었다. 한편, 말뚝이 수평으로 층이 진 주변 지반을 통과하여 말뚝선단부를 지지하는 지반(선단지반)에 근입되거나 지지되는 경우에 말뚝의 자유단 혹은 고정단 경계 조건은 주변 지반과 선단 지반의 강성비와 선단 지반에 대한 말뚝의 근입깊이에 따라 변화한다는 사실을 규명하였다. 말뚝의 건전도 평가 시에 사용하게 되는 말뚝의 공진주파수가 이들 조건에 따라 변화하므로 결과적으로 시험결과분석에 있어서 이들 영향이 필히 고려되어야 한다는 결론을 얻었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.33-43
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• 2018

2열 겹침말뚝벽체는 30m 이상의 대심도에 적용 가능한 고강성의 주열말뚝으로서 동시에 연속성을 확보하여 차수벽이 되는 흙막이 벽체를 목표로 현재 개발 중에 있는 공법이다. 본 연구에서는 그러한 2열 겹침말뚝벽체의 최적 단면을 결정하는데 필요한 기초 데이터를 확보할 목적으로 여러 조건으로 가능한 시공 단면에 대하여 이론적 방법과 수치해석을 통해 각각의 휨 강성 특성을 조사하고, 이를 기존의 전형적인 CIP 및 SPW 단면의 휨 강성과 비교, 분석하였다. 그 결과, 말뚝 간 겹침길이가 커질수록 휨 강성이 감소하나 말뚝 주열수, 즉 1열과 2열 말뚝 간 휨 강성의 현저한 차이에 비해서는 그 차이가 미미한 것으로 나타났고 또한, 2열 겹침말뚝에서 보강재 종류와 말뚝개당 사용 개수가 휨 강성 크기에 미치는 영향은 겹침길이 차이에 따른 영향보다도 작은 것으로 나타났다. 따라서, 벽체의 구조적 성능 관점에서 본다면 2열 겹침말뚝벽체는 말뚝 간 겹침부 크기와 사용 보강재의 종류, 갯수에 크게 상관없이 대심도용 흙막이 벽체로 기존 공법인 CIP나 SPW 등에 비해 월등히 우수한 성능을 갖춘 것으로 파악되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.31-43
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• 2015

성토지지말뚝구조의 다양한 조건에서 토목섬유의 인장강성 변화가 성토체 및 토목섬유의 연직변위와 말뚝효율에 미치는 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 매개변수 해석을 위해 연약지반의 강성, 성토재의 내부 마찰각과 팽창각, 토목섬유를 포함한 복합 재료층의 휨 강성을 변화시켰다. 토목섬유의 인장강성이 증가하면 말뚝효율이 증가하지만 그 증가량은 해석 조건에 따라 다르다. 성토재의 내부 마찰각이 매우 낮거나 복합 재료층의 휨 강성이 매우 높으면 뚜렷한 말뚝효율 증가가 나타났다. 연약지반의 강성이 매우 낮은 경우에 토목섬유의 인장강성을 증가시키면 뚜렷하게 연직 변위가 감소하였다. 복합 재료층의 휨 강성이 높으면 토목섬유 인장강성을 증가시켜 말뚝효율이 크게 향상되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.61-72
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• 2020

수직증축 리모델링시 상부 구조물의 구조적 안정성 확보를 위해서는 기초의 안정성이 우선적으로 확보되어야 한다. 수직증축형 리모델링 구조기준 고시(2014)에 따라, 수직증축시 기존 말뚝과 보강 말뚝의 강성에 따라 상부 하중을 분담하여 지지한다. 하지만, 국내에서는 증축시 활용할 수 있는 기초 보강공법 등에 대하여 연구 주제가 집중되어 있으며, 기존 기초와 보강 기초의 강성 차이에 의한 하중 분담율에 대한 연구는 미비하다. 따라서, 본 연구에서는 현장 재하시험을 통해 수직증축 리모델링시 기존 말뚝과 보강 말뚝의 강성에 따른 하중 분담 거동에 대하여 분석을 수행하였다. 서로 강성이 다른 일반 및 파형 마이크로파일을 시공하여 기존 말뚝과 보강 말뚝을 모사하고, 각각의 말뚝에 대한 재하시험을 수행하여 각 말뚝의 강성을 산정하였다. 그 후, 기존 말뚝과 보강 말뚝 두부를 연결하는 기초판을 타설하고 기초판 상부에 하중을 재하함으로써 기존 말뚝 및 보강 말뚝의 강성 차이에 따른 하중 분담 거동을 분석하였다. 그 결과, 파형 마이크로파일의 강성이 일반 마이크로파일에 비해 약 2.5배 크게 산정되었으며, 이에 비례하여 하중을 분담하는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.109-118
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• 2018

현재 개발 중에 있는 2열 겹침주열말뚝은 대심도 굴착 시 적용을 위해 2열의 말뚝을 통해 강성을 크게 증대시키고 말뚝 간 엇갈림 겹침부를 통한 연속성 확보로 추가의 그라우팅이 없이 차수벽 역할을 할 수 있도록 고안된 흙막이 벽체이다. 이 벽체는 기존의 주열말뚝벽체에 비해 2열 엇갈림 말뚝 시공으로 단면 형상이 복잡하여 기존의 주열말뚝벽체들에 비해 휨 강성 등 단면 조건에 좌우되는 설계인자의 결정이 용이하지 않다. 본 연구에서는 2열 겹침주열말뚝의 다양한 단면 조건들에 대해서 이론적 방법과 통계적 분석을 통해 간단한 단면 제원, 즉, 말뚝의 직경과 말뚝 간 겹침길이를 이용해 흙막이 벽체의 중요 설계 인자인 휨 강성을 간편하게 산정할 수 있는 계산식을 유도하였다. 개발된 간편 휨강성 산정식은 정밀하게 계산된 휨 강성과 비교해 오차율 3% 이하인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.41-51
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• 2008

본 논문은 말뚝 및 기초지반의 강성이 수평재하말뚝의 거동에 미치는 영향을 알아보고자 주문진 표준사와 김해점토를 기초지반으로 수평재하말뚝에 대한 실내실험을 실시하였다. 또한 실험 결과를 바탕으로 영향계수를 정량화 할 수 있는 경험식을 산정하였다. 말뚝과 지반의 강성을 고려하기 위하여 길이가 다른 3개의 알루미늄 모형말뚝을 제작하였으며 이를 사질토와 점성토 지반에 설치한 후 기초지반의 상대밀도(사질토 지반) 및 비배수전단강도(점성토 지반)를 변화시켜가며 수평재하 실내실험을 수행하였다. 실험을 통하여 산정된 p-y 곡선의 초기기울기는 사질토와 점성토 지반 모두에서 깊이와 말뚝-지반의 강성에 비례하였으나 점성토 지반의 경우 사질토 지반에 비하여 깊이에 따른 초기기울기의 증가율이 작은 경향을 나타내었다. 또한 극한 지반반력의 경우 모든 지반 조건에서 수평지반반력계수와 유사하게 깊이와 지반강성에 비례하여 증가하였으나 말뚝 강성에 대한 영향은 적게 나타났다. 이와 같은 특성을 고려하여 본 논문에서는 p-y 곡선의 초기기울기 산정 식을 실험결과와 가장 유사한 형태를 지니는 쌍곡선으로 지반 조건에 따라 제시하였으며 제안된 식을 기존의 연구 및 현장재하시험과 비교하여 제안 식의 적용성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.25-33
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• 2019

본 연구에서는 수직증축 구조물의 기존말뚝의 축강성(K_ve)을 이론적인 접근과 현장 계측 결과를 바탕으로 추정하였다. 이론적인 접근에는 Randolph와 Wroth(1978)가 제안한 축강성 공식을 적용하여, 지중에 설치된 강성 및 연성말뚝의 세장비(L/D)에 따른 축강성의 범위를 도출하였다. 여기에, 1995 - 1997년 사이에 설치된 38본 말뚝의 계측된 시공 당시 축강성을 이론적으로 도출한 축강성 범위에 중첩해서 고려하였다. 이를 통하여, 노후화와 열화에 의하여 감소한 기존말뚝의 축강성의 최대값을 세장비에 따라 제안하였고, 도출된 값을 통계적인 기법을 통하여 상위 95% 값을 제안하여 신설 보강말뚝 설계 시 필요한 최소 축강성(K_vr)을 산정하는 데에 활용할 수 있도록 하였다.