• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.367-374
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• 2019

논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.45-56
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• 2013

최근 해상풍력발전 단지 조성은 많은 양의 에너지를 창출할 수 있어 그 기대는 점차적으로 증가하고 있다. 특히 제주도는 풍황이 우수하여 해상풍력발전 시스템 운영을 위한 최적의 대상지이기는 하나, 화산활동에 의해 형성된 지형으로 육지부와 달리 기반암인 현무암층 사이에 연약층인 화산쇄설물 및 공동이 불규칙하게 발달된 층상구조로 이루어져 있다. 즉, 해상풍력발전기 기초저면 기반암에 연약한 화산쇄설물이 존재하는 경우 풍력발전기의 주기적인 진동으로 지반의 강도가 저하됨은 물론 장기침하로 인하여 풍력발전기의 장기적인 안정성 확보가 어려울 수도 있다. 본 논문에서는 제주도의 3개 지역에 대한 지표지질조사와 실내실험을 통해 도출된 설계정수를 파악한 후, 수치해석을 통하여 층상구조로 이루어진 연약지층에 모노파일 설치시 연직변위와 응력분포 결과를 도출하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1695-1704
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• 2008

The problems associated with constructing high-speed concrete track embankments over soft compressible soil has lead to the development and/or extensive use of many of the ground improvement techniques used today. Drains, surcharge loading, and geosynthetic reinforcement, have all been used to solve the settlement and embankment stability issues associated with construction on soft soils. However, when time constraints are critical to the success of the project, owners have resorted to another innovative approach. Especially, the design criteria of residual settlement is limited as 30mm for concrete track embankment, it is very difficult to satisfy this standard using the former construction method. Pile net method consist of vertical columns that are designed to transfer the load of the embankment through the soft compressible soil layer to a firm foundation and one or more layers of geosynthetic reinforcement placed between the top of the columns and the bottom of the embankment. This paper will present the guidelines for the design of pile net method to supported embankments. These guidelines were developed based on a review of current design methodologies and a parametric study of design variables using numerical modeling.

• Computers and Concrete
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• 제33권5호
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• pp.573-594
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• 2024

This article presents a research study, with both laboratory and field tests, of a deep foundation in a markedly anisotropic medium. Particularly it has focused on the evaluation of the behavior of a pile, one meter in diameter, embedded in a rocky environment with difficult conditions, in the Flysch of the Spanish city of San Sebastián. To carry out the research, the site of a bridge over the Urumea River was chosen, which was supported by pre-excavated reinforced concrete piles. 4 borings were carried out, by the rotation and washing method, with continuous sampling and combined with flexible dilatometer tests. In the field, an Osterberg load test (O-cell) was performed, while in the laboratory, determinations of natural moisture, natural unit weight, uniaxial compressive strength (UCS), point load strength (PLS), compressive wave propagation velocity (V_c) and also triaxial and direct shear tests were carried out. The research results indicate the following: a) the empirical functions that correlate the UCS with the PLS are not always linear; b) for the studied Flysch it is possible to obtain empirical functions that correlate the UCS with the PLS and with the V_c; c) the bearing capacity of the studied Flysch is much greater than if it is evaluated by different load capacity theories; d) it is possible to propose an empirical function that allows evaluating the mobilized shear strength (τ_m), as a function of the UCS and the displacement relative of the pile (δ_r).

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.377-380
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• 2004

Reinforced concrete deep beams are commonly used in many structural applications, including transfer girders. pile caps, foundation walls. and offshore structures. In this paper. the shear behavior and reinforcement effects of simply supported reinforced concrete deep beam with variable depth subject to concentrated loads have been scrutinized using strut-and-tie model to verify the effects of variable depth. The analysis results show that strut-and-tie Model of ACI 318-02 code is very effective method to design of simply supported reinforced concrete deep beam with variable depth.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.29-36
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• 2009

본 논문에서는 초고층 건축물이 풍화대지반에 위치하여 대구경 현장타설 말뚝기초로 지지되고 있는 사례를 분석하였다. 본 논문에서 제시한 말뚝기초의 설계 사례는 "예비설계-검증시험-예비설계의 보완"의 3단계를 거쳐 말뚝기초의 설계를 완성한 대표적인 사례로 볼 수 있으며, 검증시험으로 2회의 양방향 고유압 말뚝재하시험이 수행되었다. 이와 같은 설계절차를 준수할 경우 말뚝기초의 경제적인 설계를 수행할 수 있으며, 이를 통하여 말뚝기초 공사비의 대폭적인 절감을 이룰 수 있을 것이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권1호
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• pp.43-61
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• 2017

The inverted T-type abutments are generally used in highway bridges constructed in Korea. This type of abutment is used because it has greater stability, with more pile foundations embedded in the bedrock, while simultaneously providing support for lateral earth pressure and vertical loads of superstructures. However, the cross section of inverted T-type abutments is large compared with the piers, which makes them more expensive. In addition, a differential settlement between the abutment and embankment, as well as the expansion joints, causes driving discomfort. This study evaluated the driving comfort of several types of abutments to improve driving comfort on the abutment. To achieve this objective, a traditional T-type abutment and three types of candidate abutments, namely, mechanically stabilized earth wall (MSEW) abutment supported by a shallow foundation (called "true MSEW abutment"), MSEW abutment supported by piles (called "mixed MSEW abutment"), and pile bent and integral abutment with MSEW (called "MIP abutment"), were selected to consider their design and economic feasibility. Finite element analysis was performed using the design section of the candidate abutments. Subsequently, the settlements of each candidate abutment, approach slabs, and paved surfaces of the bridges were reviewed. Finally, the driving comfort on each candidate abutment was evaluated using a vehicle dynamic simulation. The true MSEW abutment demonstrated the most excellent driving comfort. However, this abutment can cause problems with respect to serviceability and maintenance due to excessive settlements. After our overall review, we determined that the mixed MSEW and the MIP abutments are the most appropriate abutment types to improve driving comfort by taking the highway conditions in Korea into consideration.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.355-373
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• 2017

도심지에서의 터널굴착은 상부구조물과의 상호거동에 대한 이해가 필수적이다. 도심지에 사용중인 대부분의 구조물은 말뚝기초로 상부의 하중을 지지하고 있어, 터널 굴착 시 반드시 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 실내모형시험을 통해 기존의 군말뚝 기초 하부 터널굴착에 따른 축력 분포와 지반의 거동을 분석하였다. 말뚝 기초는 2, 3 열 말뚝으로 가정되었으며, 말뚝 선단부와 터널 천단부의 이격거리는 터널직경에 대한 일반화를 위해 터널 직경(D) 대비 0.5D, 1.0D 그리고 1.5D로 고려되었다. 지반은 약 30%의 상대밀도(Dr)를 가지는 느슨한 사질토로 형성되었으며, 말뚝의 축력 분포를 측정하기 위해 말뚝에 변형률게이지(strain gauge)를 부착하였다. 또한, 이격거리에 따른 군말뚝의 침하와 인접지반의 침하를 변위센서(linear variable differential transformer; LVDT)와 다이얼게이지(dial gauge)를 통해 측정였으며, 터널굴착에 따른 지중의 변형을 근거리사진계측기법(close range photogrammetric technique)을 통해 측정하였다. 수치 해석을 통해 실내모형시험 및 근거리사진계측 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서는 체적손실율(volume loss; $V_L$) 개념을 이용하여 터널굴착을 모사하였으며, 1.5%로 적용되었다. 연구결과, 이격거리가 멀어질수록 말뚝의 축력감소는 작게 나타났으며, 침하량은 모두 유사한 경향을 나타내었다. 특히, 말뚝 선단부와 터널 천단부의 이격거리가 0.5D에서 1.0D로 증가할 때 축력과 침하량의 가장 큰 감소율이 가장 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.53-64
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• 2003

사면을 포함한 경사지에 설치된 송전탑, 교각, 고층빌딩 등을 지지하는 말뚝은 풍하중, 지진, 차량 등에 의한 수평하중을 고려하여 설계되어야 한다. 이러한 사면이나 경사지에 설치된 수평하중을 받는 말뚝은 편평한 지반에 비하여, 수평지지력이 감소하기 때문이다. 그러므로 이러한 구조물은 일반적으로 강성이 높고, 대구경의 기초인 피어기초가 사용된다. 수평하중을 받는 피어기초는 일반적으로 장대말뚝과 다른 거동을 한다. 즉, 수평하중에 의하여 말뚝 자체의 회전이 발생하고, 그 회전의 중심점 상부의 사면측의 수동토압에 의존하여 지반파괴가 발생한다는 측면에서 짧은 강성 말뚝과 유사한 거동을 한다. 본 논문은 모래사면의 언덕 근처에 설치된 짧은 말뚝의 수평하중의 영향에 대한 실험 및 수치해석 결과를 포함한다. 대부분을 모형실험과 3차원 탄소성 유한요소해석의 비교, 결과를 기술하였다. 먼저, 사면 언덕에서 모형말뚝까지의 거리를 3종류로 구분하여 단항의 모형실험과 군항말뚝의 수평하중 특성을 파악하기 위하여 수평지반과 사면지반(경사 30$^{\circ}$)에 대하여 말뚝중심간의 거리를 각2종류로 모형실험을 실시하였다. 동시에 3차원 탄소성 유한요소법에 의한 수치해석을 통하여 모형실험의 결과와의 비교를 시도하였다. 사용된 모래지반은 배수조건하에서 삼축압축실험으로 재현하였다. 3차원 탄소성 유한요소해석에서 완전탄소성모델의 파괴기준은 Mohr-Coulomb식, 소성 포텐셜은 Drucker-Prage식을 이용한 MC-DP모델을 적용하였다. 연구결과, 3차원탄소성 유한요소법이 사질토 지반에 설치된 짧은 말뚝의 수평거동을 파악하는데 유효하다는 것을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권2호
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• pp.155-170
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• 2022

An accurate analysis of structures supported on soft soils and subjected to seismic loading requires the consideration of the soil-foundation-structure interaction. An important aspect of this interaction lies with the energy dissipation due to soil material damping. Unlike advanced constitutive models that can induce energy loss, the use of simple elastoplastic constitutive models requires additional damping. The frequency dependent Rayleigh damping is a formulation that is frequently used in dynamic analysis. The main concern of this formulation is the correct selection of the target damping ratio and the frequency range where the response is frequency independent. The objective of this study is to investigate the effects of the Rayleigh damping parameters in soil-pile-structure and soil-inclusion-platform-structure systems in the presence of soft soil under seismic loading. Three-dimensional analyses of both systems are carried out using the finite difference software Flac3D. Different values of target damping ratios and minimum frequencies are utilized. Several earthquakes are used to study the influence of different excitation frequencies in the systems. The soil response in terms of accelerations, displacements and strains is obtained. For the rigid elements, the results are presented in terms of bending moments and normal forces. The results show that when the frequency of the input motion is close to the minimum (central) frequency in the Rayleigh damping formulation, the overdamping amount is reduced, and the surface spectral acceleration of the analyzed pile and inclusion systems increases. Thus, the bending moments and normal forces throughout the piles and inclusions also increase.