• 한국지반공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.63-73
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• 2011

반복수평하중을 받는 말뚝의 거동은 반복하중의 크기와 재하횟수 뿐만 아니라 반복하중의 재하방법(한방향 또는 양방향 재하)에도 영향을 받는다. 본 연구에서는 반복수평하중의 재하방법이 모래지반에 타입된 항타말뚝의 거동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 가압토조를 이용한 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 반복수평하중을 한방향으로 받는 말뚝의 누적 영구수평변위는 최초 재하방향과 같은 방향으로 발생하지만, 반복하중을 양방향으로 받는 말뚝의 영구수평변위는 최초 재하방향과 반대 방향으로 발생하였다. 그리고 이와 같은 반복하중의 재하방법에 따른 말뚝 영구수평변위의 변화로 인해 한방향 반복재하는 말뚝의 반복극한수평지지력을 감소시키고 양방향 반복 재하는 말뚝의 반복극한수평지지력을 증가시켰으며, 수평하중의 반복재하횟수가 많아질수록 하중의 재하방법에 따른 말뚝의 반복극한수평지지력 차이는 더욱 확대되었다. 또한 반복수평하중의 재하방법에 따른 말뚝 주변지반의 다짐도 차이로 인해 수평하중이 반복재하되는 동안 말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트는 반복하중이 양방향보다 한방향으로 재하되는 경우에 더 크게 나타났다. 그러나 극한상태에서 말뚝에 발생한 최대 휨모멘트는 반복하중이 한방향보다 양방향으로 재하된 경우에 그리고 반복재하를 받은 경우보다 그렇지 않은 경우에 더 큰 것으로 조사되었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1999년도 제29회 춘계학술대회
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• pp.61-66
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• 1999

반복 응력 상태 아래서 알루미나 세라믹의 피로 표면손상 누적현상이 분석되었다. 연속 미끄럼 접촉 시에 발생하는 응력 상태를 재현하기 위해서 동시에 작용하는 수직-수평 반복 압축하중 기법이 사용되었다. 알루미나 구와 평판의 접촉면에서 알루미나 미세 결정의 피로 파손에 의한 마모 입자 형성 기구가 관찰되었고, 반복하중의 횟수와 수직-수평 하중비가 커질수록 마모량은 증가하였다. 반복 접촉하중에 의한 표면손상 누적이 접촉 수직 변위 측정으로 정량화 되었다. 두 접촉 구조물의 강성 (하중-변위 선도의 기울기) 변화가 두 재질의 탄성계수의 변화로 표현되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권12호
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• pp.41-50
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• 2010

반복수평하중을 받는 말뚝의 거동은 정적하중을 받는 경우와 다르며, 지반 및 하중특성에 영향을 받는다. 본 연구에서는 모래지반에서 반복하중특성이 말뚝의 수평거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 가압토조를 이용한 모형말뚝 재하시험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 반복수평하중을 받는 말뚝의 극한수평지지력은 하중의 반복재하횟수가 많아질수록 선형적으로 감소하였고 수평하중의 크기가 커질수록 조금씩 증가하였다. 그리고 수평하중의 반복재하횟수가 증가할수록 극한상태에서 말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트는 감소했으나 그 발생위치는 말뚝 근입길이의 0.36배 되는 곳으로 일정하였다. 반면 반복수평하중의 크기가 증가하면 극한상태에서 말뚝의 최대 휨모멘트와 그 발생위치가 조금씩 증가하였으며, 반복수평하중은 정적하중에 비해 말뚝의 극한수평지지력과 극한상태에서 말뚝의 최대 휨모멘트를 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 모형실험결과에 근거해서 조밀한 모래지반에서 반복수평하중을 받는 말뚝의 극한수평지지력을 산정할 수 있는 지지력산정식을 제안하였으며, 제안식으로부터 얻은 계산치를 실험치와 비교한 결과 제안식은 모형실험의 결과를 잘 반영하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.63-73
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• 2010

해상풍력발전기의 기초로 사용되는 단말뚝은 풍력과 파랑하중에 의해 큰 크기의 반복수평하중을 받는다. 본 연구에서는 모래지반에서 반복수평하중을 받는 항타말뚝의 거동 특성을 조사하기 위해서 가압토조와 길이가 다른 3개의 모형말뚝을 이용해서 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 하중의 최초 재하는 그 이후에 가해지는 반복재하보다 말뚝의 수평변위를 크게 발생시키고, 반복하중의 재하횟수가 증가함에 따라 1회 재하로 인해 발생하는 말뚝의 수평변위량은 감소하는 것으로 나타났다. 하중의 한방향 반복재하는 말뚝의 영구수평변위를 재하방향으로 증가시킨 반면, 양방향 반복재하는 최초 재하방향과 반대방향으로 말뚝의 영구수평변위를 증가시켰다. 그리고 반복 하중으로 인한 말뚝의 영구수평변위는 지반의 상대밀도가 감소하거나 말뚝에 가해지는 반복하중의 크기가 커질수록 급격히 증가하였고, 지반의 토압계수나 말뚝의 근입길이 변화에는 크게 영향을 받지 않았다. 또한 모형실험의 결과에 근거해서 하중이 한방향으로 반복재하될 때 말뚝의 영구수평변위와 영구회전각을 예측할 수 있는 산정식을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.605-615
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• 2005

수평하중을 받는 콘크리트충전 각형강관 기둥의 축력과 변형능력의 관계를 조사하기 위하여 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 36개 기둥으로 구성된 실험 시리즈는 일정 축하중과 수평하중 하에서 반복실험을 실시하였다. 반복 수평하중을 받는 기둥이 저항할 수 있는 축하중을 보증내력 한계축력이라고 규정하였으며, 해석 모델은 수평하중을 받는 캔틸레버 기둥을 모델화하였다. 반복 횡하중을 받는 기둥의 축하중을 누적보증내력 한계축력이라고 정의하였다. 본 연구의 목적은 주어진 동일부재각에 부합하는 축력과 수평하중을 받는 콘크리트 충전강관 기둥의 보증내력 한계축력을 연구하기 위한 것이며, 두 번째는 콘크리트 충전강관 기둥의 누적보증내력 한계축력과 보증내력 한계축력의 비교가 본 연구의 목적이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권9호
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• pp.49-60
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• 2017

본 연구는 모형시험을 통해 반복수평하중이 작용하는 단일경사말뚝의 거동 특성을 파악하고자 한다. 반복하중은 일방향과 양방향으로 작용 시켰으며, 지반의 상대밀도를 달리하여 수평저항력과 휨모멘트의 변화 등을 분석하였다. 그 결과, 일방향 및 양방향 반복수평하중이 작용할 경우 Out batter, Plumb, In batter 순으로 수평저항력과 최대 휨모멘트는 증가하였다. 최대 휨모멘트 발생위치는 일방향 보다 양방향 반복수평하중을 가할 때 조금 더 깊은 곳에서 나타났다. 또한, 상층의 모멘트는 Out batter, Plumb, In batter 순으로 모멘트가 증가하나 하층의 경우 Out batter, Plumb, In batter 순으로 감소하였고 일방향에 비해 양방향 반복수평하중이 작용할 때 상 하층의 모멘트 변화가 작게 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.105-112
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• 2021

항만구조물의 경우 정적인 하중 뿐만 아니라 파압과 같이 반복적인 하중을 받는 구조물임에 따라 반복적인 하중을 받는 구조물의 특성을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구는 반복 수평하중에 의한 말뚝으로 보강된 블록식 방파제의 거동특성을 실내모형실험을 통해 구하였다. 말뚝의 근입 깊이가 깊어질수록 수평저항력이 증가하는 경향이 나타났으며, 하중이 반복될수록 수평저항력의 기울기는 점차 완만하게 나타났다. 휨모멘트는 후열말뚝이 전열말뚝보다 크게 나타났다. 지반내에서의 말뚝의 휨모멘트는 Broms(1964)의 사질토지반에서 말뚝두부 자유일 때와 유사하게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3548-3556
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• 2015

해상풍력기초를 설계함에 있어 사용하중에 대해 극한적인 조건뿐만 아니라 지속적인 동적하중에 대해 기초의 거동을 정확하게 파악하여 안정적이고 경제적인 기초를 개발할 필요성이 있다. 이를 위하여 강관말뚝을 일정비율로 축소시켜 모형말뚝을 제작하고, 모형토조에 모래층을 500mm의 높이로 포설한 후 모형말뚝을 모델링하여 정적 및 반복 수평재하실험을 실시하였다. 그 결과, 정적수평재하시 모형말뚝의 길이/직경(L/D)이 클수록 하중에 따른 변위는 증가하는 반면, 반복수평재하시 하중재하 횟수가 증가할수록 반복수평하중 1회당 발생하는 말뚝의 수평변위는 감소하였고 지반이 조밀할수록 반복수평하중에 의한 말뚝의 극한수평지지력의 증가율이 작아지는 것으로 나타났다. 또한 휨모멘트의 분포형상은 지반의 상대밀도에 상관없이 유사한 형태를 보였으며, 최대휨모멘트는 지표면으로부터 170mm지점에서 발생하는 것으로 나타났다. 그리고 지반의 상대밀도가 증가할수록 정적수평재하와 반복수평재하 조건에서 발생하는 최대휨모멘트는 증가했다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.17-26
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• 2017

해상구조물, 송전탑 등을 지지하는 말뚝기초는 바람, 조류, 파랑 등의 영향으로 횡방향 반복하중을 지배적으로 받으며, 이는 말뚝 주변 지반에 영구수평변위를 발생시켜 구조물의 안정성 및 기능성을 저해한다. 본 연구에서는 횡방향 반복하중에 의해 발생하는 말뚝의 영구수평변위를 평가하기 위하여, 서로 다른 세 가지 상대밀도(40%, 70%, 90%)로 조성된 건조 및 포화 모래지반에서 모형말뚝시험을 수행하였다. 모형시험 결과, 모든 시험조건에서 말뚝에 재하 된 횡방향 반복하중은 말뚝 주변 지반에 영구수평변위를 발생시켰다. 누적된 영구수평변위의 크기는 말뚝에 재하되는 횡방향 반복하중의 크기 및 재하횟수가 증가함에 따라 증가하였지만, 1회 재하로 인하여 발생되는 영구수평변위의 증가량은 점차 감소하였다. 또한, 말뚝에 발생하는 영구수평변위는 지반의 상대밀도가 클수록 작게 발생하고, 지반이 포화되면 크게 발생되는 것으로 평가되었다. 추가적으로, 누적 영구수평변위를 최초 재하 시 발생한 영구수평변위로 정규화한 영구수평변위를 평가하였으며, 이를 모래지반의 상대밀도, 횡방향 반복하중의 재하횟수에 관한 식으로 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.47-63
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• 2015

본 연구에서는 풍화토에 근입된 현장타설말뚝을 대상으로 수평 반복하중에 대한 말뚝-지반의 상호거동을 파악하기 위하여 현장타설말뚝 재하시험 및 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 현장재하시험은 국내에 널리 분포하고 있는 풍화토 지반에 근입된 현장타설말뚝을 재하시험 대상으로 하였다. 반복하중의 방향을 달리하여 일방향과 양방향으로 반복하중을 재하 하였으며, 반복하중의 방향에 따른 시험말뚝의 수평변위 및 휨모멘트를 분석하였다. 또한, 지반 물성이 말뚝-지반의 상호거동에 미치는 영향과 반복하중의 횟수, 방향 등, 하중특성 인자들의 영향 정도를 살펴보기 위하여 3차원 유한요소 모델링 및 해석을 수행하였으며, 국내 외에서 수행된 현장재하시험의 사례들 및 기존에 제안된 경험적 반복하중 p-y 곡선 함수들과 비교 분석함으로서 3차원 유한요소 모델링의 타당성을 확인하였다. 3차원 유한요소해석 결과, 풍화토에 근입된 현장타설말뚝에 작용하는 반복하중의 방향성을 고려할 수 있는 쌍곡선 형태의 p-y 곡선 함수식을 제안하였다. 또한 쌍곡선 형태의 정적하중 p-y 곡선 함수식에 반복하중에 의한 지반반력계수와 지반의 극한저항력의 감소 효과를 동시에 고려할 수 있는 감소계수를 도출하여, 말뚝의 변위와 지반의 극한 저항력의 관계를 하나의 함수식으로 표현하였다. 사질토에 근입된 말뚝의 반복하중 재하시험 사례들을 이용하여 결과를 비교 분석한 결과, 제안된 p-y 곡선 함수는 현장 실측치와 비교적 잘 일치하였으며, 기존의 경험적 반복하중 p-y 곡선 함수보다 말뚝-지반의 수평거동 특성을 더 적절히 예측함을 알 수 있었다.