• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.389-407
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• 2017

본 연구는 단독말뚝 또는 군말뚝 형태의 기초 하부를 터널이 근접통과할 경우 말뚝의 거동을 파악하기위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 이때 터널과 말뚝기초 사이의 지반보강 조건별로 수치해석을 수행하여 결과를 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인해 유발된 말뚝침하, 축력, 전단응력 및 터널 주변지반의 전체변위를 고찰하였다. 단독말뚝의 두부침하는 지반보강의 범위가 가장 넓은 경우 지반보강을 고려하지 않은 말뚝에 비해 약 16% 감소하며, 말뚝의 최대 축력 또한 지반보강을 고려하지 않은 말뚝에 비해 약 30% 감소하는 것으로 분석되었다. 터널굴착에 따른 말뚝의 거동은 지반보강길이 (종방향 보강)보다는 보강각도(횡방향 보강)에 대해 더 크게 영향을 받는 것으로 분석되었다. 한편 오직 기초판 보강만을 실시한 군말뚝의 경우 선단부근 지반의 변위는 보강을 고려하지 않은 조건의 지반 변위와 비슷하게 나타났다. 이에 비해 말뚝두부에서는 기초판이 말뚝을 크게 구속하여 타 조건 말뚝의 경우에 비해 말뚝상부에서 축력이 약 2.5배 증가하는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 보강조건에 따른 단독말뚝 및 군말뚝의 거동에 영향을 미치는 주요인자를 심도 있게 고찰하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 기초기술학술발표회
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• pp.11-29
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• 2002

Current design of pile group is based on the estimation of the overall bearing capacity of a pile group from that of a single pile using a group efficiency. However, the behaviors of a pile group are influenced by various factors such as method of pile installation, pile-soil-pile interaction, cap-soil-pile interaction, etc. Thus it is practically impossible to take into account these factors reasonably with the only group efficiency, In this paper, a new method for the design of pile groups is proposed, where the significant factors affecting the behavior of a pile group are considered separately by adopting several efficiencies. Furthermore, in the proposed method, the load transfer characteristics of piles and the difference of pile behaviors with respect to the pile locations in group can be taken into account. The efficiencies for the method are determined using the settlement failure criterion, which is consistent with the concept of allowable settlement for structures. The efficiencies calculated from the results of existing model tests are presented, and the bearing capacity of a pile group in the other model test is calculated and compared with that from the test result, to verify the validity of the proposed method.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.169-189
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• 2024

본 연구에서는 Shield TBM 터널 근접 시공으로 인한 기 존재하는 단독말뚝 및 군말뚝의 공학적 거동을 파악하기 위해 다양한 보강조건을 고려한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 수치해석에서는 말뚝 절단, 지반보강 및 기초판 보강을 고려하여 말뚝의 거동을 분석하였으며, 터널굴착으로 유발되는 지반침하, 말뚝두부 침하, 말뚝의 축력 및 말뚝-지반 사이 경계면에서 발생하는 전단응력을 고찰하였다. 말뚝선단이 풍화암에 지지되는 모든 말뚝에서는 전단응력의 분포가 비슷한 경향을 보였으며, 말뚝선단이 절단되는 말뚝의 경우 말뚝의 상대적 위치에 따라 인장력 혹은 압축력이 동시에 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 말뚝선단이 풍화암에 지지된 경우 약 70%가 주면마찰력에 지지되며, 나머지 약 30%가 말뚝선단에 지지되는 것으로 분석되었다. 추가적으로 보강을 고려하지 않은 말뚝의 경우 그라우팅 보강을 실시한 말뚝에 비해 최종침하가 약 70% 크게 발생하였다. 말뚝선단 절단 및 보강조건 유무에 따라 지반 침하와 말뚝 침하가 큰 영향을 받는 것으로 조사되었으며, 본 연구를 통해 말뚝절단, 지반보강 및 기초판 보강 조건에 따른 단독말뚝 및 군말뚝의 거동에 영향을 미치는 주요인자를 심도있게 고찰하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.3201-3207
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• 2011

This paper reviewed wave propagation of train vibration based on the study of high speed railway soft ground section with pile slab construction. In a filed of railway, concrete track has been adapted in a railway construction. And in order to maintain its track, soil improving method was required to control residual settlement. Within many soft ground settlement prevention techniques, pile slab method has an effect of minimizing residual settlement of soft ground. This is possible using support embankment load method by construct pile slab or cap the upper soft ground. This paper reviewed vibration wave characteristic of soft ground section with pile slab using numerical analysis application through finite element analysis. Pile slab method is established between high stiffened soft ground and embankment this creates a possibility of vibration block or slab amplification. Thus analyzed of wave propagation was done with roadbed and structure property to confirm application performance of pile slab method of high speed railway structure.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.877-883
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• 2009

Shaking table tests are performed to evaluate the dynamic group pile effect in fine sand. Single pile tests and $2{\times}4$ group pile tests are performed on 3D pile spacing. Dynamic p-y backbone curves are obtained to evaluate dynamic group pile effect by using dynamic p-y curve of single pile. And dynamic group pile p-multiplier is estimated by dynamic p-y backbone curve. Dynamic p-multiplier can be calculated by using subground reaction ratio of dynamic p-y backbone curve which is the same displacement of p-y curve peak point As the result, dynamic group pile effects are evaluated in terms of a shaking frequency, a shaking acceleration, and a relative density. Dynamic group pile p-multiplier is the largest at lead pile, and the value decrease at middle pile and trail pile. p multiplier increases as increasing input acceleration and decreasing relative density. This results coincide with NCHRP's research which suggest p multiplier increases as increasing pile cap displacement.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.35-45
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• 2010

말뚝으로 지지된 성토지반 내에 발달되는 펀칭전단현상에 의하여 성토하중이 말뚝에 전이되는 메커니즘을 규명하였다. 성토지반 속에 발달하는 펀칭전단파괴의 기하학적형상에 근거하여 이론해석을 실시하였고 말뚝으로 전이되는 성토하중의 크기를 예측할 수 있는 이론식을 제안하였다. 이 이론식에는 말뚝캡보로의 하중전이 메커니즘에 영향을 주는 여러 매개변수가 포함되어 있다. 이 이론식의 신뢰성을 검증하기 위해 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형실험은 말뚝캡보폭이 좁은 경우와 넓은 경우의 두 종류의 캡보에 대하여 실시하였다. 모래성토는 7단계로 나누어 단계적으로 실시하였으며 매 성토단계에서의 재하시간은 장기재하방식과 단기재하방식의 두 가지 방식으로 실시하였다. 장기재하방식은 매 성토단계에서의 히중재하시간을 24시간으로 하였고 단기재하방식은 하중재하시간을 2시간으로 하였다. 이들 모든 모형 실험에서 측정된 연직하중의 측정값은 제안된 이론식에 의거 산정된 예측치와 잘 일치하였다. 또한 이 이론식의 현장 적용성을 검증하기 위하여 성토지지말뚝이 시공된 한 현장의 계측결과와 이론치를 비교 검토하여 보았다. 이 현장에서는 캡보 사이의 간격을 너무 넓게 설치하였기 때문에 성토지반 내에 지반아칭이 발달하기가 어려워 펀칭파괴가 발달하였을 것이 예상되는 현장이었다. 결국 이 이론식으로 예측된 연직하중은 이 현장에서 측정된 현장계측 결과와도 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.89-98
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• 2010

성토지지말뚝시스템을 적용하여 연약지반 상에 성토를 설계 시공하고자 할 경우 말뚝지지 성토지반 내에 지반아칭이 발달할 수 있도록 한계성토고를 설계하는 방법이 마련되었다. 먼저 말뚝캡보의 간격이 비교적 넓은 경우를 대상으로 일련의 모형실험을 실시하여 성토단계에 따른 성토하중의 하중전이거동을 조사하고 성토지반 속에 지반아칭이 충분히 발달되기 시작할 때의 성토고를 실험적으로 관찰하였다. 모형실험결과, 하중전이거동은 말뚝지지성토지반 내에 지반아칭이 발달될 수 있느냐 여부를 결정지을 수 있는 성토고에 영향을 많이 받음을 알 수 있었다. 저성토단계에서는 성토지반 속에 지반아칭이 아직 발달되지 못한 관계로 펀칭전단파괴모드에 의하여 성토하중이 말뚝캡보에 하중전이가 진행되었고 고성토단계에서는 지반아칭이 발달하여 지반아칭파괴모드에 의하여 하중전이가 진행되었다. 이들 저성토단계와 고성토단계에서 측정된 연직하중의 실험치는 각각의 파괴모드에 의한 하중전이 메커니즘에 근거하여 이전 연구에서 유도 제시된 이론식들로 산정된 예측치와 좋은 일치를 보였다. 또한 모형실험결과 저성토단계의 펀칭전단파괴모드에 의한 하중전이 메커니즘에서 고성토단계의 지반아칭파괴모드에 의한 하중전이 메커니즘으로 변화하는 시점의 한계성토고가 존재함을 확인 할 수 있었다. 성토지반 속에 지반아칭을 충분히 발달시키려면 성토를 이 한계성토고 보다 높게 설계 시공하여야 함을 알았다. 또한 펀칭전단과 지반아칭에 의한 하중전이 메커니즘에 의거 유도 제안되었던 전이하중 산정 이론식을 같게 놓음으로서 한계성토고를 산정할 수 있는 이론식을 유도할 수 있었고 이 이론식으로 한계성토고의 실험치를 잘 예측할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권4호
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• pp.333-343
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• 2020

Preventing or reducing the damage impact of lateral soil movements on piled foundations is highly dependent on understanding the behavior of passive piles. For this reason, a detailed experimental study is carried out, aimed to examine the influence of soil density, the depth of moving layer and pile spacing on the behavior of a 2×2 free-standing pile group subjected to a uniform profile of lateral soil movement. Results from 8 model tests comprise bending moment, shear force, soil reaction and deformations measured along the pile shaft using strain gauges and others probing tools were performed. It is found that soil density and the depth of moving layer have an opposite impact regarding the ultimate response of piles. A pile group embedded in dense sand requires less soil displacement to reach the ultimate soil reaction compared to those embedded in medium and loose sands. On the other hand, the larger the moving depth, the larger amount of lateral soil movement needs to develop the pile group its ultimate deformations. Furthermore, the group factor and the effect of pile spacing were highly related to the soil-structure interaction resulted from the transferring process of forces between pile rows with the existing of the rigid pile cap.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제8권3호
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• pp.239-249
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• 2014

In this paper, the analysis of a numerical study of pile-soil interaction subjected to axial and lateral loads is presented. An analysis of the composite pile-soil system was performed using the finite difference (FD) software LPILE. Two three dimensional, finite element (FE) models of pile-soil interaction have been developed using Abaqus/Cae and SAP2000 to study the effect of lateral loading on pile embedded in clay. A lateral displacement of 2 cm was applied to the top of the pile, which is embedded into the concrete pile cap, while maintaining a zero slope in a guided fixation. A comparison between the bending moments and lateral displacements along the depth of the pile obtained from the FD solutions and FE was performed. A parametric study was conducted to study the effect of crucial design parameters such as the soil's modulus of elasticity, radius of the soil surrounding the pile in Abaqus/Cae, and the number of springs in SAP2000. A close correlation is found between the results obtained by the FE models and the FD solution. The results indicated that increasing the amount of clay surrounding the piles reduces the induced bending moments and lateral displacements in the piles and hence increases its capacity to resist lateral loading.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.136-143
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• 2001

In this study, a numerical analysis for soil-pile interaction systems in multi-layered half planes under a forced vibration is presented. The soil-pile interaction system is divided into two parts, so called near field and far field. The near field soil using finite elements and piles using beam elements are modeled. The far field soil media is implemented using boundary elements those can automatically satisfy the condition of wave radiation. These two fields are numerically coupled by imposing displacement compatibility condition at the interface between the near field and the far field. For the verification, the forced vibration test was simulated and the response under horizontal and vertical harmonic loads at the pile cap in the layered half plane was determined. The results are compared to the theoretical and experimental results of the literatures to verify the proposed soil-pile interaction analysis formulation.