• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권1호
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• pp.87-97
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• 2014

In this study, the model tests were conducted on the short piles installed in sands under a horizontal pullout load to investigate their behavior characteristics. From the horizontal loading tests where dimensions of the pile diameter and length, and loading point were varied, the horizontal pullout resistance and the rotational and translational movement pattern of the pile were investigated. As a result, the horizontal pullout resistance of the pile embedded in sands was dependent on the pile length, diameter, loading point, etc. The ultimate horizontal pullout load tended to increase as the loading point (h/L) moved to the bottom from the top of the pile, regardless of the ratio between the pile length and diameter (L/D), reached the maximum value at the point of h/L = 0.75, and decreased afterwards. When the horizontal pullout load acted on the upper part above the middle of the pile, the pile rotated clockwise and moved to the pullout direction, and the pivot point of the pile was located at 150-360mm depth below the ground surface. On the other hand, when the horizontal pullout load acted on the lower part of the pile, the pile rotated counterclockwise and travelled horizontally, and the rotational angle was very small.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.27-34
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• 2023

본 연구에서는 말뚝에 작용하는 구속압과 지반의 세립분 함유율을 고려한 말뚝 인발실험을 실시하였다. 그리고 실험 결과를 이용하여 말뚝의 인발저항에 미치는 지중 구속압의 영향을 분석하여 인발저항정수를 고찰하였다. 인발실험 결과, 모형지반의 세립분 함유율과 구속압의 크기에 관계없이 약 7mm~9mm의 인발변위에서 최대인발저항력이 발생되었다. 말뚝의 최대인발저항력은 모형지반의 세립분 함유율이 증가할수록 감소하였고, 이러한 경향은 구속압이 클수록 현격하게 나타났다. 말뚝인발실험 결과의 신뢰성을 검토하기 위해 인발저항력을 이론식으로 산정해 실험결과와 비교한 결과, 모든 구속압 조건에서 세립분 함유율 증가에 따라 실험값과 이론값 모두 동일하게 인발저항력이 감소하는 경향을 보였다. 인발저항정수에 대한 분석 결과, 말뚝과 지반의 경계에서 발생하는 인발저항력에 있어서 주변 지반의 세립분 함유율이 증가할수록 경계면 마찰각보다 부착력의 영향이 커지는 것을 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제7권4호
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• pp.281-289
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• 2016

압축 부재인 PHC 말뚝(직경 600mm)도 강선의 부착력을 높이면 83.6~91.6tonf의 극한 인장력에 대해 구조적으로 저항할 수 있는 것으로 실험결과 나타났다. 이러한 시험결과에 안전율을 고려하여 적절한 허용값을 제시하면 부상방지 앵커를 대체하거나 절감시킬 수 있는 것으로 기대되었다. 이를 위해서는 구조적 인장성능과 함께 실제 지반에 시공된 매입말뚝의 인발저항 거동이 규명되어야 한다. 본 연구에서는 현장에 시공된 실제 매입말뚝의 인발거동 특성을 파악하기 위하여 정적 인발재하시험을 실시하여 주면마찰력 산정식과 비교하였다. 또한, 간편하게 인발저항력을 평가하기 위하여 PDA를 이용한 동재하시험을 실시하여 정적 인발재하시험 결과와 비교하였다. 그 결과, 매입말뚝의 시멘트풀이 충분히 경화한 후인 15일 후에는 LH 주면마찰력 산정식의 마찰력과 정적인발재하시험결과가 잘 일치하였고 동재하시험에서 구한 마찰력과도 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.37-44
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• 2017

본 연구에서는 특정 암반에 근입된 강관말뚝의 거동특성을 분석하기 위하여, 강관말뚝의 직경, 두께 및 길이 조건에 따른 인발, 압축 및 수평재하 시의 시험결과 예측을 위한 3차원 수치해석 연구를 수행하였다. 먼저, 인발재하에 대한 거동특성을 분석한 결과, 동일한 말뚝길이 및 두께와 인발하중 크기를 기준으로 말뚝직경에 반비례하는 인발변위가 나타나는 것으로 확인되었다. 또한 압축재하에 따른 하중-침하 관계를 통하여, 말뚝 직경에 비하여 말뚝의 두께가 하중저항에 대한 효과에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었으며, 수평하중 재하에 따른 수평변위 관계를 바탕으로 수평하중의 저항효과는 말뚝직경에 의한 영향이 큰 것으로 분석되었다. 따라서 강관말뚝을 이용하여 기초구조물 설계에 따른 재하시험을 위해서는 예비설계 단계에서 말뚝 조건이 거동특성에 미치는 영향을 분석할 필요가 있는 것으로 확인되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.11-21
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• 2019

본 연구에서는 말뚝의 인발저항에 대한 합리적 평가를 위하여, 다양한 지반 조건(상대밀도, 세립분 함유율)에서 말뚝의 인발거동 모사에 대한 유한요소해석의 적용성을 평가하였다. 즉, 기존의 실내모형실험 결과(You et al., 2018)를 대상으로 동일한 조건에서의 유한요소해석을 실시하였고, 유한요소해석에 이용된 해석모델의 신뢰성을 검증하였다. 또한 수치해석을 활용한 말뚝의 인발거동 모사에 대한 적정성을 평가하였다. 그 결과, 가상지반이 적용된 축대칭 해석을 이용하여 말뚝의 주면마찰력을 평가할 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 다양한 지반 조건에 대하여 말뚝-지반 경계면의 전단저항 특성을 반영할 수 있는 축대칭 해석은 말뚝의 합리적인 인발거동 모사가 가능한 해석방법으로 활용이 가능한 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구를 통하여 제안된 해석모델은 말뚝의 응력-변형 관계를 통한 인발거동을 적절하게 모사할 수 있는 것으로 판단되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.45-54
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• 2019

본 연구에서는 원지반의 상대밀도와 세립분 함유율의 조건에 따른 말뚝의 인발거동 특성 규명을 위하여, 유한요소해석을 수행하였다. 수치해석에서는 말뚝과 지반 경계에서의 전단거동을 원활히 모사하기 위해서 경계요소와 경계면 강도감소계수($R_{inter}$)를 부여하였으며, 그 결과를 기존의 실험적 연구결과(You et al., 2018)와 비교함으로써 본 수치해석 방법의 신뢰성을 검증하였고, 말뚝-지반 경계면에서의 변형 특성과 함께 경계요소에 대한 $R_{inter}$값의 결정방법을 제시하였다. 해석 결과, 본 연구에서 적용된 해석모델을 이용한 수치해석은 말뚝의 인발모형실험에 의한 말뚝과 지반의 경계면 특성을 적절하게 모사하였다. 또한 제시된 $R_{inter}$의 적용에 있어서, 반드시 지반의 상대밀도와 세립분 함유율 조건을 고려해야 할 필요가 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권12호
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• pp.107-113
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• 2017

PHC-W 흙막이를 건축영구벽체로 활용하기 위해서 전단연결재를 이용하여 PHC-W말뚝과 증설벽체를 일체화 시켜야 한다. 전단연결재의 인발 거동은 2가지 인발 거동 유형으로 나타났다. 첫 번째 인발 거동 유형은 최대 인발저항력에 도달한 이후 정착부가 파괴되어 전단연결재가 정착부위에서 뽑혀 나오는 인발변위 거동을 나타내었다. 두 번째 인발거동 유형은 최대인발저항력에 도달한 이후에도 정착부가 파괴되지 않고 인발변위가 점진적으로 증가하는 거동을 나타내었다. 최대 인발저항력은 강재 앵커 전단연결재가 이형 철근 전단연결재보다 크게 나타났다. 동일 재료의 전단 연결재에서는 직경이 클수록 그리고 정착 길이가 길수록 최대 인발저항력은 큰 값을 나타내었다. 최대인발력에 상응하는 인발변위는 재료, 직경 및 정착길이에 상관없이 다양한 범위를 나타내었다. 즉 A-D20 전단연결재의 경우 8~10mm이었으며 A-D16, D-D19 그리고 D-D16 전단연결재의 경우 14~20mm이었는데 정착길이가 50, 80mm에서는 6~10mm로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.61-69
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• 2022

본 연구에서는 지반조건을 고려한 말둑의 인발저항 성능의 합리적인 평가방법 확립의 일환으로써, 지반의 세립분 함유율 및 구속압 조건에 따른 말뚝과 지반 경계면의 전단특성을 평가하기 위한 대형직접전단시험을 수행하였다. 그 결과, 수직하중이 증가하고 모형지반의 세립분 함유율이 작을수록 전단변형에 따른 전단응력이 크게 발생됨을 알 수 있었다. 그리고 동일한 수직하중과 세립분 함유율 조건에서 말뚝 모형체의 표면이 거칠수록 최대전단응력은 다소 크게 나타났다. 강도정수로써 내부 마찰각과 점착력을 산정하여 분석한 결과, 모형지반의 세립분 함유율이 증가할수록 모형체 경계면에서의 내부마찰각은 감소하였으나 점착력은 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝 모형체 표면이 거칠수록 모형지반의 세립분 함유율에 관계 없이 내부마찰각과 점착력은 크게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3599-3609
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• 2010

연안개발과 해안매립을 사용하여 개발된 새로운 도시 건설의 수요가 증가하면서 해안구조물과 고층구조물의 시공이 증가하는 추세이다. 이러한 구조물에서 수평력과 인발력을 받는 구조물의 기초의 적용이 증가하고 있으며, 특히 구조물에서 인발력에 효과적으로 저항하기 위한 기초형식으로 선단확장형말뚝의 사용이 증가하고 있는 실정이다. 압축력을 받는 기초에 관한 많은 연구들이 이루어지고 있으나, 선단확장형말뚝의 인발저항에 관한 연구는 미비한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 국외 4개 현장을 대상으로 선단확장형말뚝을 시공하고 정재하시험을 실시하여 말뚝의 지지력 및 하중-변위특성과 주면마찰력을 고려한 하중분담을 고찰하였다. 또한 3차원 유한요소해석 및 이론에 의해 산정된 극한인발력과 현장시험의 극한인발력을 비교 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권2호
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• pp.179-190
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• 2023

Many recent attempts have sought accurate prediction of pile pullout resistance (P_ul) using classical machine learning models. This study offers an improved methodology for this objective. Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), as a popular predictor, is trained by a capable metaheuristic strategy, namely equilibrium optimizer (EO) to predict the P_ul. The used data is collected from laboratory investigations in previous literature. First, two optimal configurations of EO-ANFIS are selected after sensitivity analysis. They are next evaluated and compared with classical ANFIS and two neural-based models using well-accepted accuracy indicators. The results of all five models were in good agreement with laboratory P_uls (all correlations > 0.99). However, it was shown that both EO-ANFISs not only outperform neural benchmarks but also enjoy a higher accuracy compared to the classical version. Therefore, utilizing the EO is recommended for optimizing this predictive tool. Furthermore, a comparison between the selected EO-ANFISs, where one employs a larger population, revealed that the model with the population size of 75 is more efficient than 300. In this relation, root mean square error and the optimization time for the EO-ANFIS (75) were 19.6272 and 1715.8 seconds, respectively, while these values were 23.4038 and 9298.7 seconds for EO-ANFIS (300).