• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.5268-5273
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• 2013

진동타입기에 의해 시공되는 말뚝 해석을 위해 해석기법을 개발하고 진동타입기의 사하중 크기 변화에 따른 해석결과를 분석하였다. 주면마찰에 대한 하중전이곡선은 사하중이 감소함에 따라 연직하향으로 이동하는 결과를 보였다. 사하중이 감소함에 따라 주면마찰에 대한 하중전이곡선의 형상은 점점 뚜렷한 코일 형상을 띄었다. 선단저항의 크기는 사하중의 크기에 큰 영향을 받지 않음을 알 수 있었으며 선단저항에 대한 하중전이곡선의 형상은 주면마찰에 대한 하중전이곡선에서와 마찬가지로 사하중이 감소함에 따라 점점 뚜렷한 코일 형상을 띔을 알 수 있었다. 사하중이 증가함에 따라 연직변위도 크게 계산되었으며 시간에 따른 연직변위의 형상에 있어서는 사하중이 감소함에 따라 마루와 골이 점점 뚜렷해지는 파형을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.15-24
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• 2006

본 연구에서는 수평재하시험과 공내수평재하시험 결과를 이용하여 지반반력계수를 각각 분석하였다. 또한 이들 값과 수평재하시험 실시 위치에서의 N치를 이용하여 도로교표준시방서, 일본토목학회, Hukuoka식, 일본도로협회 제안식으로 산정한 수평방향 지반반력계수를 비교 및 분석하여 제안식별 적용성을 평가하고자 하였다. 수평방향 지반반력계수 산정시 지반의 변형계수가 큰 영향을 미치는 것으로 볼 때 합리적인 지반의 변형계수 산정이 매우 중요하며, 제안식별 변형계수 적용에 대해 재하시험 결과를 이용하여 검토하였다. 특히 공내수평재하시험 결과를 이용하여 지반반력계수를 산정하는 방법은 수평변위를 고려할 수 없는 등의 문제점이 있는 것으로 나타나 사질토 지반의 수평방향 지반반력계수 산정시 말뚝의 직경과 수평변위를 고려할 수 있는 식을 제안하였으며, 아울러 N치를 이용한 지반의 변형계수를 고려하는 제안식에 대해서는 수평재하시험과 비교하여 지반의 변형계수 추정식을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4205-4209
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• 2011

식물 뿌리의 극한 횡방향 저항력을 알아보고자 수치해석을 수행하였다. 수치해석으로 모사한 식물뿌리의 극한 횡방향 저항력은 해석에서 가정한 점착력값들에 따라 기존의 공동팽창이론에 의한 연구결과값과 지지력해에 의한 값 사이에 분포하였으며 비교적 지지력해에 의한 값에 가까웠다. 또한, 수치해석결과를 회귀분석하여 얻은 지지력계수 $N_c$는 33이었다. 수치해석 결과에 따르면 극한 횡방향 저항력에 대응하는 항복변위는 점착력값에 따라 뿌리 지름의 0.08~0.29배 범위의 값을 보여주는데 작은 점착력값에 대한 항복변위는 큰 말뚝 지름에 대한 기존의 연구결과에 근접한 값을 보여주었으며 점착력이 증가함에 따라 작은 말뚝지름(=1cm)에 대한 연구결과에 근접한 값을 보여주었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.125-131
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• 2021

본 연구에서는 DCM으로 보강된 연약지반의 거동특성을 평가하기 위하여, 모형실험결과를 이용하여 DCM 배치 형상에 따른 침하-측방변위, 침하-융기 관계를 분석하였다. 그 결과, 모형지반의 지표면 누적 침하 거동은 DCM이 적용된 지반에서 상대적으로 침하가 적게 발생하였고, 격자식, 벽식, 말뚝식의 순으로 동일한 하중조건에서 침하량이 적게 발생한 것을 알 수 있었다. 이와 같은 경향은 측방변위량과 융기량에 대해서도 동일하게 나타난 것을 확인하였다. 연약지반의 침하와 측방유동의 관계를 분석한 결과, 기존 연구(Leroueil et al., 1990)와 유사한 거동을 보이는 것으로 확인되었다. DCM 배치 형상에 따른 지반개량효과를 평가한 결과, 측방유동과 지반 융기에 대하여 격자식 보강이 벽식 및 말뚝식 보강에 비해 탁월한 지반개량효과를 보유한 것으로 평가되었다.

• 지구물리
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• 제7권4호
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• pp.313-324
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• 2004

유한요소해석과 통계학적인 계측결과 분석법은 교각에 근접한 터널에 대한 효과적인 시공 전후의 안정성 평가 방법이다. 본 사례 연구에서는 이러한 평가방법을 고속철도 현장의 대구경터널에 적용하고 이에 대한 적용성 및 유효성을 평가하였다. 유한요소 해석결과 Pilot공법과 LW그라우팅에 의한 지반보강은 터널의 안정성 증대에 효과적인 것으로 분석되었다. 특히 2차원 해석 시 터널굴착의 재현성을 높이기 위해 3차원 해석을 통해 하중분배율 결정하는 방법을 적용하였다. 본 연구에서는 초기 계측치의 손실을 해석적 방법을 통해 복구하는 기법 및 계측결과를 통계학적 기법을 통해 모델링하는 방법을 적용하여 계측결과의 신뢰성을 높였다. 연구대상 지역의 경우 계측결과에 대한 회귀분석결과 변위모델함수는 C(t) = a[1-exp(-bt)]가 적합하였으며, 이 식을 적용하여 최종변위를 예측해 본 결과 95%이상 변위가 수렴되어 있는 상태였다. 초기 변위경향에 의한 미계측 구간의 변위량을 추정에 대해서는 직선회귀식에 대한 F-검정을 실시하여 검증하였다. 검증결과 F-값이 10.81∼158.74, 결정계수 0.82∼0.99로 높은 신뢰도를 가지고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.687-695
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• 2020

본 논문은 한국산학기술학회 논문지 최종용 투고요령입니다. 마이크로파일은 기존 구조물의 안정성을 향상시키기 위해 사용되고 있을 뿐만 아니라 사면활동 억제, 옹벽의 전단키 등 다양한 지반 공학적 문제를 해결하기 위해 사용되고 있다. 기존 마이크로파일 공법은 연직력에 대해서는 PHC파일이나 강관파일에 비교하여 어느 정도 지지력을 확보하지만 상대적으로 작은 파일 직경으로 인해 수평력에 대해서는 연직력에 비해 현저히 낮은 지지력 양상을 보이고 있다. 이에 내진성능 향상에 우수한 우산형 마이크로파일 공법을 개발하여 기존시설물 내 국한된 협소한 장소에서 시설물의 및 지반 교란영역을 최소화하면서 경제적으로 내진성능을 확보할 수 있도록 연구해야 한다. 본 연구에서는 기존 마이크 로파일의 수평지지력이 약한 단점을 보완하기 위해 사항과 연직말뚝을 일체형으로 제작한 우산형 마이크로파일에 대해 수치해석을 수행하여 연약점토 지반에서의 지진시 수평거동을 분석하였다. 수치해석 결과, 연약점토지반에서 우산형 마이크로파일은 수평변위 억제효과가 있었으며, 경사말뚝의 근입심도가 15m이상일 경우에 수평변위 저감 효과가 뚜렷했다. 마이크로파일의 근입심도와 수평변위 억제효과가 비례하였다. 이에 우산형 마이크로파일이 연약점토 지반에서 지진시 수평변위 억제효과가 우수한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.57-64
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• 2004

절개사면에 설치된 앵커지지 흙막이벽의 설계법을 확립하기 위해서는 흙막이벽체 및 배면지반의 변형거동을 규명할 필요가 있다 따라서, 본 연구에서는 아파트 신축부지 절개사면의 보강을 위해 앵커지지 흙막이벽과 억지말뚝이 설치된 사면을 대상으로 계측을 수행하였다. 굴착단계별 앵커설치시 흙막이벽의 수평변위는 감소하고 상대적으로 배면지반의 변형은 증가하는 경향이 있다. 앵커력 도입시 흙막이벽의 수평변위는 전반적으로 감소하며, 앵커의 인장력은 흙막이벽의 변형에는 큰 영향을 미치지만 배면지반의 변형에 미치는 영향은 크지 않았다. 흙막이벽의 최대수평 변위는 굴착깊이의 $1~4\%$사이에 발생하며, 암반굴착면을 갖는 배면수평면인 앵커지지 흙막이벽의 최대수평변위보다 $2\~8$배정도 크게 발생된다. 한편, SLOPILE(Ver 3.0)프로그램을 이용하여 앵커지지 흙막이벽의 사면안정효과를 검토하였으며, 사면안정해석시 앵커지지 흙막이말뚝에 작용하는 측방토압은 배면수평면인 앵커지지 흙막이벽에 적용하는 경험토압의 평균값이 적용가능하다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.53-66
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• 2023

본 연구에서는 대규모 지반굴착 조건에서 흙막이 벽체로 적용된 벽강관말뚝의 탄소성보 해석, 유한요소 해석 및 최적화 설계 등의 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 고강도 내해수강 벽강관의 경우 부식에도 유리하고 허용응력이 커 구조적으로 우수하여 흙막이 벽체로써 활용성이 높고, C-Y형 이음부의 경우 기존 P-P형 대비 인장강도와 강성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 시공 중 벽체 누수나 결함이 발생하더라도 용접, 덧댐 시공 등으로 확실한 보수가 가능한 장점이 있는 것으로 조사되었다. 벽강관 연속벽의 경우 CIP나 Slurry wall 대비 변위 순응 구조임과 동시에 동일 수평변위에 대하여 허용 휨응력이 매우 커 대심도 흙막이 측면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다. 대규모 편토압 조건에서의 지반굴착임을 고려하여 탄소성보해석 및 유한요소 해석을 실시하고, 그 결과를 상호 비교한 결과, 굴착 시 전체적인 거동, 벽체의 변위나 부재력 등 각 항목별 발생 최대값에 대해서도 두 방법간에는 정량적 수치가 유사한 것으로 나타나 추후 설계 시 두 해석방법 모두 적용가능한 것으로 나타났다. 마지막으로, 동일 직경에서 가장 두꺼운 두께의 중공형보다는 가장 얇은 두께에 콘크리트로 속채움하는 방법, 그리고 변위와 부재력의 급격한 변화가 없는 깊이 즉, 정상성 검토를 통한 근입길이 결정 시 경제적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.153-166
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• 1998

본 논문은 균질 및 비균질 낙동강 사질토 지반에서 수평 및 경사하중을 받은 강관 말뚝의 수평거동에 대한 모형실험 결과들을 고찰하였다. 비균질 지반은 상부와 하부층의 2개층으로 이루졌다. 본 연구의 목적은 말뚝의 수평거동에 대한 경사하중$(Q_\beta)$, 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 높이비 (H/S), 그리고 상.하부지반의 지반반력계수비$(E_{h1}E_{h2})$의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 실험결과를 얻었다. 모형실험 결과들에 의하면, 비균질 지반에서 수평거동은 다른 인자들보다 $E_{h1}E_{h2}$에 더 의존하는 것으로 나타났다. 균질지반에 대한 비균질 지반의 수평변위비$(y_{H/L}/y_{H/L=0}$)와 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 높이비(H/L)의 관계는 지수 함수식으로 회귀분석 되었다. 경사하중을 받는 경우의 휨 모멘트-깊이 관계는 수평하중을 받는 말뚝의 경우와 상이하게 나타났으며, 상대밀도 90%에서는 최대 휨모멘트 발생깊이는 수평하중을 받는 경우보다 약 70% 깊어졌다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.5-14
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• 2016

건조토 지반에 근입된 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 제안된 모델은 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간 영역에서 해석이 수행되었다. 모델링 방법론으로써 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계요소 모델을 구성하는 스프링 계수는 탄성이론에 기초하여 결정되어, 내장 함수인 FISH를 통해 깊이에 따라 연속적으로 입력되었다. 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법(Kim et al., 2012)을 적용함으로써 해석 효율을 증가 시키고자 하였으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 수치 해석의 오차를 최소화하고 모델의 신뢰성을 확보하기 위해, Yoo(2013)이 수행한 원심모형시험 결과와 수치 해석 결과와의 비교를 통해 제안된 기법의 캘리브레이션을 수행하였으며, 말뚝 최대 휨 모멘트와 말뚝 횡방향 최대 변위의 깊이 별 분포가 다양한 입력 하중 조건에서 실험 결과를 적절히 모사하고 있는 것을 확인하였다. 또한, 제안된 수치 모델의 적용성 평가를 위해 다른 실험 결과와의 비교 검증을 수행하였다.