• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.259-266
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• 1999

In case that pile cap is in direct contact with underlying soil, the bearing mechanism for pile groups, including direct bearing effect of cap and its induced influence on pile-soil-cap interaction, should be properly considered. In this paper, the effects of pile caps on behaviors of pile groups in sandy soils were investigated by model tests, which consist of tests on 3 by 3 pile groups with/without contact on subsoil, single pile with/without contact and cap as a shallow foundation. Also, the influences of pile spacing in group piles on contact effects were investigated. The test results showed that the load carrying capacity of pile cap was large enough not to be ignored. However, the interaction effects due to contact between cap and subsoils were not revealed obviously in working load range. And in the design of pile groups, the bearing effect of pile cap when contacted with subsoils, can be reflected by simply summing up load settlement behaviors of each cap and group piles without contact.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.245-252
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• 2000

Model tests on free standing pile groups and piled footings with varying a pile spacing in two layered soils are carried out. The influence of pile cap on the behaviors of end bearing pile groups is analyzed by comparing the bearing behavior in piled footings with those in a single pile, a shallow footing(cap alone) and free standing pile groups. From the test results, it is found that the bearing characteristics of cap-soil-pile system are related with load levels and pile spacings. Before yield, the bearing resistance by cap is not fully mobilized, however, as the applied load increases, the bearing resistance of cap approaches to that of cap alone and settlement hardening occurs after yield due to the compaction caused by the contact pressure between cap and soil. By the cap-soil-pile interaction, shaft friction and point resistance of piles considerably increase with dependency of pile spacings. In two layered soil, the increasing effect of dilatancy in dense sandy soil adjacent to pile tips, increases the point resistance of pile.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권3호
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• pp.395-406
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• 2012

Basic problem of pile foundation is three dimensional in nature. Three dimensional finite element formulation is employed for the analysis of pile groups. Pile, pile-cap and soil are modeled using 20 node element, whereas interface between pile or pile cap and soil is modeled using 16 node surface element. A parametric study is carried out to consider the effect of pile spacing, number of piles, arrangement of pile and soil modulus on the response of pile group. Results indicate that the response of pile group is dependent on these parameters.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.45-54
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• 1999

지진의 연직성분에 의해 유발된 해진시 단일개단말뚝의 거동에 관한 이전의 연구들에서 단일개단말뚝의 지지력은 완전히 감소되었으며 관내토의 폐색도 완전히 파괴된 것으로 밝혀졌다 그러나 개단말뚝이더라도 말뚝의 관입길이가 길 경우 해진에 대하여 말뚝이 안정성을 유지할수 있고 개단강관말뚝일 경우에는 비교적 관입깊이가 짧을 경우에도 해진에 대하여 안정성을 유지할 수있을 것으로 예상된었다 본 연구에서는 초세립질 포화모래지반을 담고 잇는 소형압력토조에 단일개단말뚝 2개 또는 4개의 개단무리말뚝을 관입길이 7-40m로 모델링하여 관입시켰으며 각각의 말뚝에 대하여 압축정재하시험을 실시한후 극한지지력의 약 95%의 압축하중을 재하시킨 상태에서 해진의 진동을 작용시키면서 지지력의 감소를 확인하였고 해진 작용후의 각각의 말뚝에 대하여 압축정재하시험을 실시하였다. 해진시 천해에 설치된 단일개단말뚝과 군말뚝의 지지력은 감소되지 않았다 그러나 심해에 설치된 말뚝의 안정성은 말뚝의 지중관입 깊이에 좌우되었다 즉 27m이상 관입된 단일개단말뚝의 지지력은 안정하였으며 13m이상 관입된 2개 및 4개 군말뚝은 안정하였다 그런 7m 관입된 2개 군말뚝은 파괴되었으며 7m 관입된 4개 군말뚝의 지지력은 15%만큰 저감되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.199-210
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• 2012

본 연구에서는 3차원 탄-소성 유한차분해석을 통해 기존재하는 단독말뚝, $3{\times}3$및 $5{\times}5$ 군말뚝의 바로 아래 풍화암 지반에서 실시된 터널시공으로 인한 말뚝의 거동을 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인한 말뚝의 거동을 규명하기 위하여 지반/말뚝의 침하 및 전단응력전이(shear stress transfer) 메커니즘을 심도있게 분석하였다. 터널굴착으로 유발된 지반의 침하와 말뚝-지반 사이 경계면에서의 상대변위 발생으로 인해 말뚝에 작용하는 전단응력 및 축력의 분포가 매우 크게 변화하였다. 계산된 결과에 의하면 터널굴착으로 인해 말뚝의 두부로부터 말뚝길이의 약 80%에 해당되는 위치까지는 상향의 전단응력이 발생하였고, 그 하부에서는 하향의 전단응력이 발생하였다. 이로 인해 말뚝의 축력이 터널의 굴착에 따라 지속적으로 감소하고, 순수한 터널의 시공으로 인하여 말뚝에는 인장력이 발생하였는데 이로 인해 말뚝에는 최대 $0.36P_a$의 인장력이 발생하였다, 여기서 $P_a$는 터널굴착이전에 말뚝두부에 작용하는 설계하중이다. 말뚝의 거동은 경계면에서의 전단강도 발현 정도에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 군말뚝의 경우 일반적으로 말뚝의 숫자가 증가할수록 터널의 시공에 의해 말뚝의 침하가 증가하는 것으로 나타났으며, 이와는 반대로 말뚝의 축력변화는 군효과(shielding effect)로 인해 단독말뚝의 경우에 비해 작은 것으로 분석되었다. 터널굴착으로 인한 말뚝침하의 증가로 인한 겉보기지지력(apparent pile capacity) 감소는 단독말뚝에 비해 군말뚝에서 두드러지는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.15-24
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• 2005

본 논문에서는 교량 말뚝기초의 모델링기법에 관한분류 및 단부 지점조건의 영향을 분석하였다. 연성스프링 방법은 모델링 형태가 간편하면서도 복잡한 군말뚝 거동을 효과적으로 나타낼 수 있으므로 실제 설계에 유용한 방법이다. 다양한 말뚝 배열, 말뚝 간격, 선단지지조건, 그리고 하중크기에 따라 3차원 해석기법(YSGroup)을 통해 영향인자 분석을 수행하였으며, 그 결과 횡방향 변위, 최대 말뚝 휨응력, 그리고 군말뚝의 횡방향 스프링강성을 산정, 이를 비교$\cdot$분석하였다. 영향인자 분석을 통해 3차원 해석기법(YSGroup)을 통해 횡방향 스프링강성을 산정한 경우는 다른 단독말뚝 해석을 통해 산정한 경우에 비하여 복잡한 군말뚝 거동을 보다 적절히 예측함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.193-205
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• 2001

본 연구에서는 수직 및 수평하중을 받는 군말뚝의 배열 및 중심간격을 고려한 실내모형실험을 수행하여 군말뚝기초의 거동특성을 분석하였다. 모형말뚝은 PVC말뚝을 사용하였으며 모형지반은 주문진표준사를 이용해 조밀한 사질토 지반(Dr=73%)으로 조성하였다. 말뚝의 배열은 $2\times2,\; 3\times3$ 배열, 말뚝중심간격은 말뚝직경의 2.5, 5.0, 7.5 배인 경우를 고려하였다. 실험결과 수직하중을 받는 말뚝에서는 두부에서의 수직하중-침하량곡선, 하중전이함수인 주면마찰락력-변위곡선(t-z 곡선)과 선단지지력-변위곡선(q-z 곡선)을 구하였으며, 수평하중을 받는 말뚝에서는 두부에서의 수평하중-수평변위곡선, 하중전이함수인 지반반력-변위곡선(p-y곡선)을 구하였고 이를 토대로 말뚝의 배열 및 중심간격에 따른 군말뚝계수를 제안하였다. 또한 수평하중을 받는 군말뚝의 각 열에 대해 상호작용계수(P-multiplier)를 산정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.523-531
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• 2021

일반적으로 기초는 여러 개의 단일말뚝이 상부 구조체에 의해 연결된 상태로 군말뚝을 의미한다. 하지만, 군말뚝에 상부 하중 재하 시 지반에 작용하는 응력 범위는 단일말뚝에 비해 더 넓은 폭과 깊이로 확장되고, 중복되기 때문에 전체적인 지지력은 감소할 수 있다. 이러한 지지력 감소비를 군말뚝 효율이라 하나 일반적인 말뚝과 지반의 접촉 조건에 따른 영향을 분석한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지반 구성 및 군말뚝의 배치, 간격, 지반과 말뚝간의 접촉 특성을 해석 변수로 설정하고, 군말뚝 효율 및 군말뚝을 구성하는 개별말뚝의 거동을 분석하였다. 해석 결과, 지반 종류에 따라 마찰계수 증가 시 군말뚝 효율은 수렴 또는 감소하는 경향을 보였으며, 이를 통해 최적 군말뚝 효율을 분석하였다. 또한, 개별말뚝 분석을 통한 하중 감소비 파악 결과, 군말뚝 내부에 위치한 말뚝의 경우 하중을 상대적으로 적게 받았으며, 이는 내부 지반에 대한 영향인 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 기초기술학술발표회
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• pp.77-89
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• 2002

To analyze a bearing capacity for pile groups, a number of model tests have been done and theoretical methods studied. In the case of design of group pile bearing capacity is calculated with only pile capacity. But uncertainty of bearing capacity and behavior of foundation cap(raft) leads to conservative design ignoring bearing effects of foundation cap. In the case of considering bearing capacity of foundation cap, the simple sum of bearing capacity of foundation cap and pile groups cannot be the bearing capacity of total foundation system. Since cap-pile-soil interaction affects the behavior of pile groups. Thus, understanding cap-pile-soil interaction is very important in optimal design. In this paper, the piled raft behavior is studied through model tests of 2$\times$2, 2$\times$3, 3$\times$3 pile group. Changes of behavior of pile group foundation by touching effects of foundation cap with soil are studied. Also changes of spacing between piles. Foundation cap is made of rigid steel plate and piles are made steel pipes. From this model tests, the changes of behavior changes of pile groups by touching effects of foundation cap with soil are studied.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.369-378
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• 2010

In this study, a computer program to predict the behavior of laterally loaded single pile and pile groups was developed by using a beam-column analysis in which the soils are modeled as nonlinear springs by a family of p-y curves for subgrade modulus. The special attention was given to the lateral displacement of a single pile and pile groups due to the soil condition and the cap rigidity. The analysis considering group effect was carried out for $2{\times}2$ and $3{\times}3$ pile groups with the pile spacing 3.0B, 4.0B and 5.0B. Based on the results obtained, it is found that the overall distributions of deflection, slope, moment, and shear force in a single pile give a reasonable results irrespective of cap connectivity conditions. It is also found that even though there are some deviations in deflection prediction compared with the observed ones, the prediction by present analysis simulates much better the general trend observed by the centrifuge tests than the numerical solution predicted by PIGLET.