• Geomechanics and Engineering
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• 제21권4호
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• pp.379-390
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• 2020

The behavior of a piled raft system in multi-layered soil subjected to vertical loading has been studied numerically using 3D finite element analysis. Initially, the 3D finite element model has been validated by analytically simulating the field experiments conducted on vertically loaded instrumented piled raft. Subsequently, a comprehensive parametric study has been conducted to assess the performance of a combined piled raft system in terms of optimum pile spacing and settlement of raft and piles, in multi-layered soil stratum subjected to vertical loading. It has been found that a combined pile raft system can significantly reduce the total settlement as well as the differential settlement of the raft in comparison to the raft alone. Two different arrangements below the piled raft with the same pile numbers show a significant amount of increase of load transfer of piled raft system, which is in line with the load transfer mechanism of a piled raft. A methodology for the factor of safety assessment of a combined pile raft foundation has been presented to improve the performance of piled raft based on its serviceability requirements. The findings of this study could be used as guidelines for achieving economical design for combined piled raft systems.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.173-182
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• 2000

To find axial and lateral responses of impact-driven H piles in embankment(SM), the H piles are instrumented with electric strain gages, dynamic load test is performed during driving, and then the damage of strain gages is checked simultaneously. Axially and laterally static load tests are performed on the same piles after one to nine days as well. Then load-settlement behavior is measured. Furthermore, to find the set-up effect in H pile, No. 4, 16, 26, and R6 piles are restriked about 1, 2, and 14 days after driving. As results, ram height and pile capacity obtained from impact driving control method become 80cm and 210.3∼242.3ton, respectively. At 15 days after driving, allowable bearing capacity by CAPWAP analysis, which 2.5 of the factor of safety is applied for ultimate bearing capacity, increases 10.8%. Ultimate bearing capacity obtained from axially static load test is 306∼338ton. This capacity is 68.5∼75.7% at yield force of pile material and is 4∼4.5 times of design load. Allowable bearing capacity using 2 of the factor of safety is 153∼169ton. Initial stiffness response of the pile is 27.5ton/mm. As the lateral load increases, the horizontal load-settlement behaves linearly to which the lateral load reaches up to 17ton. This reason is filled with sand in the cavity formed between flange and web during pile driving. As the result of reading with electric strain gages, flange material of pile is yielded at 19ton in horizontal load. Thus allowable load of this pile material is 9.5ton when the factor of safety is 2.0. Allowable lateral displacement of this pile corresponding to this load is 23∼36mm in embankment.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.113-122
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• 2006

국내에서 말뚝 정재하 실험이 수많이 수행되고 있지만, 그 결과의 활용도가 낮아서 재하실험 방법과 분석방법 등에 대하여 재고할 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 두터운 연약지반 하부의 모래층에 PHC 말뚝 선단을 지지시킨 후 하중전이 정재하 실험을 수행하였다. 말뚝의 설치 이후에 장기간에 걸쳐 주면 마찰력을 측정하였으며, 국내에서 보편적으로 적용되고 있는 재하법과는 다른 급속재하법에 의하여 정재하실험을 실시하였다 그 실험결과를 이용하여 말뚝의 탄성계수, 잔류응력 및 참 지지력을 산정하였다. 결과적으로, 재하실험 전에 말뚝에 존재하는 잔류하중이 주면 마찰력과 선단지지력에 크게 영향을 미친다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한, 점성토 지반에서의 장대말뚝에 대해서는 지반의 강도회복(setup) 효과가 매우 크다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.5-16
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• 2002

본 연구에서는 직경 1,000mm의 시험말뚝에 대한 압축정재하시험 수행시 반력말뚝으로 사용된 직경 2,500mm의 대구경 경사반력소켓말뚝의 인발거동을 분석하였다. 경사반력말뚝은 풍화암층과 연암층 10m에 걸쳐서 현장타설말뚝으로 소켓되어졌으며, 강관부는 강관과 속채움콘크리트로, 그리고 소켓부는 콘크리트와 철근으로 구성되었다. 각 구성부재에 작용하는 변형율을 측정하기 위해 센서를 설치하였으며, 반력말뚝두부의 인발량을 측정하기 위하여 LVDT를 설치하였다. 정재하시험중 재하된 최대인발하중은 10MN이었으며 최대인발변위는 7m, 잔류인발변위는 최대 1mm 정도 발생하였다. 인발하중의 83%를 풍화암층에서 그리고 12%를 연암층에서 지지하는 것으로 나타났으며 풍화암에 소켓된 철근콘크리트부와 연암에 소켓된 털근콘크리트부에서 각각 125.3kPa와 61.8kPa의 인발응력이 발생하였다. 따라서, 풍화암층에서도 인발하중을 충분하게 지지하고 있으므로 풍화암층은 마찰력을 크게 발휘하는 지지층으로 사용되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권12호
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• pp.51-61
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• 2014

연구에서는 사질토 지반에서 개단말뚝의 지지력에 영향을 미치는 폐색효과를 조사하기 위하여 현장재하시험을 수행하였다. 현장재하시험은 직경이 다른 총 3본의 시험말뚝(508.0, 711.2, 914.4mm)을 제작하여 각각 동재하시험과 정재하시험을 실시하였다. 내주면마찰력과 외주면마찰력을 분리 측정하기 위하여 시험말뚝을 이중관으로 제작하였고, 외부말뚝의 안쪽과 내부말뚝의 바깥쪽 표면에 변형률계를 부착하였다. 정재하시험 결과, 내주면마찰력은 선단부로부터 총 관내토 길이의 약 18-34%의 부근에서 집중적으로 발생하였고, 이를 통해 말뚝 선단부근의 관내토가 내주면마찰력 발현에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝직경이 클수록 전체지지력에 대한 내주면마찰력과 순단면적의 선단지지력의 합의 비가 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 말뚝의 폐색율을 정량화하기 위해 시험말뚝의 incremental filling ratio(IFR)를 측정하여 분석한 결과, SPT의 N값과 상관관계가 있는 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권2호
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• pp.267-278
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• 2022

Pre-stressed concrete circular spun piles are widely used in various infrastructure projects around the world and offer an economical deep foundation system with consistent and superior quality compared to cast in-situ and other concrete piles. Conventional methods for measuring the lateral response of piles have been limited to conventional instrumentation, such as electrical based gauges and pressure transducers. The problem with existing technology is that the sensors are not able to assist in recording the lateral stiffness changes of the pile which varies along the length depending on the distribution of the flexural moments and appearance of tensile cracks. This paper describes a full-scale bending test of a 1-m diameter spun pile of 30 m long and instrumented using advanced fibre optic distributed sensor, known as Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA). Optical fibre sensors were embedded inside the concrete during the manufacturing stage and attached on the concrete surface in order to measure the pile's full-length flexural behaviour under the prescribed serviceability and ultimate limit state. The relationship between moments-deflections and bending moments-curvatures are examined with respect to the lateral forces. Tensile cracks were measured and compared with the peak strains observed from BOTDA data which corroborated very well. By analysing the moment-curvature response of the pile, the structure can be represented by two bending stiffness parameters, namely the pre-yield (EI) and post-yield (EI_cr), where the cracks reduce the stiffness property by 89%. The pile deflection profile can be attained from optical fibre data through closed-form solutions, which generally matched with the displacements recorded by Linear Voltage Displacement Transducers (LVDTs).

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.79-90
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• 2007

모래지반에 대하여 계측기를 부착한 강널말뚝을 진동항타하고 항타과정을 통해서 계측된 자료를 분석하여 진동항타시 강널말뚝의 진동항타거동을 살펴보았다. 특히, 강널말뚝에 대한 진동항타시 말뚝에 작용하는 응력, 이론적인 항타력과 실제 말뚝에 전달되는 힘의 차이를 반영하는 효율계수, 강널말뚝의 강체거동 여부, 지반의 동적 저항특성, 강널말뚝의 관입특성 등을 분석하였다. 강널말뚝의 진동관입시 말뚝은 거의 강체로 거동하였으며 말뚝머리부에 작용하는 응력의 최대값은 재료의 인장강도보다 상당히 작았다. 진동관입중 실제 말뚝머리부에 전달되는 최대하중은 이론식에 의해 계산된 값의 72% 정도였다. 가속도-시간이력곡선으로부터 4개의 관입깊이에 대해 유도된 변위-시간이력곡선에서의 변위진폭값은 진동기 공운전시의 진폭값의 약 16$\sim$75% 정도인 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권4호
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• pp.27-36
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• 1989

모형 말뚝에 축 하중 계측장치를 부착하고 재하 실험을 하여,개단 말뚝의 선단부 폐색원인을 분석하고 폐색효과에 대한 기존의 정량적 예측방법들을 비교 검토한 결과,관내토 폐색력은 영병의 아칭 이론과 승견의 경험식 등에 의한 예측치와 비교적 잘 일치하였다. 그리고,본 논문에서는 Coulomb 의 수동상태를 가정한 새로운 관내토의 폐색효과 산정식을 제안하였는데, 이 Coulomb 이론을 이용한 폐색력 산정방법은 폐색력을 정확하게 예측할 수 있을 뿐만 아니라 사용이 간편하다는 장점이 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.366-373
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• 2002

This paper describes the load distribution and settlement of rockbolted-drilled shafts subjected to axial and lateral loads with the view to shortening the embedded depth of the pile shaft. The emphasis was on quantifying the reinforcing effects of rockbolts placed from the shafts to surrounding weathered rocks based on small-scale model tests peformed on instrumented piles. The major influencing parameters on reinforcing drilled shaft behavior are the number, the positions on the shaft, the grade, and the inclination angle at which the rockbolts are placed. The model tests was 1/40 scaled simulations of the behavior of the drilled shafts with varying combinations of the major influencing parameters. The incremental effects of reinforcement based on the various parameters have been weighed against load transfer characteristics before and after rockbolt installations.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.189-197
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• 2002

개단말뚝의 지지력은 말뚝의 폐색정도에 영향을 받으며, 이러한 폐색정도는 관내토증분비인 IFR에 의하여 정량화 될 수 있다. 그러나 말뚝의 폐색정도가 말뚝의 지지력에 미치는 영향을 정확하게 고려하는 개단말뚝의 지지력 산정기준이 현재까지 없는 실정이다. 따라서 말뚝의 폐색정도가 지지력에 미치는 영향을 조사하기 위하여 계측기가 부착된 모형 개단말뚝과 가압토조를 이용해서 모형말뚝시험을 수행하였다. 시험결과 개단말뚝의 IFR은 말뚝의 관입깊이에 대한 관내토길이의 비로 정의되는 관내토길이비(PLR)로부터 예측이 가능함을 알 수 있었다. 그리고 개단말뚝의 선단 지지력과 주면마찰력은 말뚝의 IFR이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 또한 이와 같은 모형말뚝시험의 결과에 근거하여 개단말뚝의 선단지지력과 주면마찰력을 산정할 수 있는 새로운 지지력산정식이 제안되었다.