• 대한토목학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.509-517
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• 2022

도시의 대형화로 인해 도심지 지하공간은 점점 고밀화되어 가고 있으며, 지하공간 활용에 대한 수요 또한 급격히 증가하고 있다. 도심지에서는 상부뿐만 아니라 지중에도 통신, 교통 등을 위한 지중 구조물 또한 존재하고 있다. 이러한 도심지의 지중에 신설 구조물을 시공할 경우, 상부 및 지중에 존재하는 인접 구조물과의 상호거동에 대한 이해가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 기존 군말뚝 및 운영중 터널에 인접하여 터널이 신설될 경우 침하와 지중의 전단변형을 유한요소해석을 통해 분석한다. 운영 중 터널-말뚝 간의 이격거리, 말뚝 개수, 말뚝 중심간격 등이 변수로 고려되었으며, 수치해석을 통해 말뚝 및 인접 지반 침하를 비교한 결과, 말뚝의 중심간격보다 군말뚝-신설 터널 수직이격거리 및 운영중 터널-신설 터널 간의 수평이격거리가 침하에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 구조물 간의 이격거리 증가에 따라 신설 터널 굴착에 따른 전단변형률이 미치는 영향이 감소되는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권4호
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• pp.621-640
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• 2017

The double-row long-short composite anti-sliding piles system is an effective way to control the landslides with high thrust. In this study, The double-row long-short composite anti-sliding piles with different load segment length (cantilever length) and different pile row spacing were studied by a series of physical tests, by which the influences of load segment length of rear-row piles as well as pile row spacing on the mechanical response of double-row long-short composite anti-sliding pile system were investigated. Based on the earth pressures in front of and behind the piles obtained during tests, then the maximum bending moments of the fore-row and the rear-row piles were calculated. By ensuring a equal maximum moments in the fore-row and the rear-row piles, the optimum lengths of the rear-row piles of double-row long-short composite system under different piles spacing were proposed. To investigate the validity of the reduced scale tests, the full-scale numerical models of the landside were finally conducted. By the comparisons between the numerical and the physical test results, it could be seen that the reduced scale tests conducted in this study are reliable. The results showed that the double-row long-short composite anti-sliding piles system is effective in the distribution of the landslide thrust to the rear-row and the fore-row piles.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.27-37
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• 2015

마이크로파일은 직경 300mm 이하의 소규모 말뚝기초형식으로, 기초구조물의 보강을 위해 널리 적용되고 있다. 본 연구에서는 일련의 인발재하시험을 통하여 그룹 마이크로파일의 설치조건에 대한 영향을 조사하였다. 본 연구를 위하여, 다양한 설치간격과 설치각도로 설치된 그룹 마이크로파일을 이용한 인발재하시험을 수행하였으며, 실험결과를 통해 인발지지력 증가특성과 인발변위 감소특성을 조사하였다. 인발저항력은 주로 마이크로파일의 설치각도에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 인발저항력의 증가는 설치각도 15도, 30도, 45도에서 각각 33%, 59%, 5%가 증가되는 것으로 나타났다. 설치간격에 따른 인발변위의 감소량은 더 좁은 설치간격조건에서 크게 나타났으며, 동일한 설치간격조건에서의 설치각도에 따른 인발변위 저감율은 설치각도 15도, 30도, 45도에서 각각 50%, 53%, -45%가 되는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.589-597
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• 2018

Centrifuge model tests were used to simulate pile-raft composite foundation and pile-geogrid composite foundation with different pile spacing for researching the time effect of negative skin friction of rigid piles in high-speed railways. The research results show that the negative skin friction has a significant impact on the bearing capacity of composite foundation. Pile-raft composite foundation has higher bearing capacity compared to pile-geogrid composite foundation to reduce the effect of negative skin friction on piles. Both the foundation settlement and negative skin friction have significant time effect. The distribution of skin friction can be simplified as a triangle along the pile. The neutral point position moves deeper in the postconstruction stage at larger pile spacing. For pile-geogrid composite foundation, the setting of pile-cap affects the position of neutral point in the post-construction stage. Reinforced cushion with geotextile may promote the better performance of cushion for transmitting the loads to piles and surrounding soils. Arching effect in the cushion of the composite foundation is a progressive process. The compression of the rigid piles contributes less than 20% to 25% of the total settlement while the penetration of the piles and the compression of the bearing stratum below the pile tips contribute more than 70% of the total settlement. Some effective measures to reduce the settlement of soils need to be taken into consideration to improve the bearing capacity of pile foundation.

• Coupled systems mechanics
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• 제3권3호
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• pp.305-318
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• 2014

The study deals with the physical modeling of a typical building frame resting on pile foundation and embedded in cohesive soil mass using complete three-dimensional finite element analysis. Two different pile groups comprising four piles ($2{\times}2$) and nine piles ($3{\times}3$) are considered. Further, three different pile diameters along with the various pile spacings are considered. The elements of the superstructure frame and those of the pile foundation are descretized using twenty-node isoparametric continuum elements. The interface between the pile and pile and soil is idealized using sixteen-node isoparametric surface elements. The current study is an improved version of finite element modeling for the soil elements compared to the one reported in the literature (Chore and Ingle 2008). The soil elements are discretized using eight-, nine- and twelve-node continuum elements. Both the elements of superstructure and substructure (i.e., foundation) including soil are assumed to remain in the elastic state at all the time. The interaction analysis is carried out using sub-structure approach in the parametric study. The total stress analysis is carried out considering the immediate behaviour of the soil. The effect of various parameters of the pile foundation such as spacing in a group and number piles in a group, along with pile diameter, is evaluated on the response of superstructure. The response includes the displacement at the top of the frame and bending moment in columns. The soil-structure interaction effect is found to increase displacement in the range of 58 -152% and increase the absolute maximum positive and negative moments in the column in the range of 14-15% and 26-28%, respectively. The effect of the soil- structure interaction is observed to be significant for the configuration of the pile groups and the soil considered in the present study.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.239-249
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• 1999

본 논문에서는 측방변형을 받는 수동 군말뚝의 거동특성을 연구하기 위해 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 상대밀도와 두부구속조건을 변화시킨 단독말뚝과 말뚝 중심간격이 말뚝직경(D)의 2.5, 5.0, 7.0배가 되는 1열 군말뚝에 대한 모형실험을 실시하였다. 실내모형실험은 주문진 표준사와 화강 풍화토에 근입된 수동말뚝에 직사각형 형태의 측방변위를 점진적으로 가하여 주문진 표준사에 대해 총 32회, 화강풍화토에 대해 총 16회의 실험을 실시하였다. 주문진 표준사에 대해서는 알루미늄과 PVC말뚝을, 화강풍화토에 대해서는 PVC 말뚝만을 사용하였다. 그 결과 수동말뚝에서 발생하는 최대 휨모멘트와 말뚝변위는 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 지반조건, 두부구속조건에 따라 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 1열 군말뚝은 두부 구속조건에 상관없이 말뚝중심간격 7.0D 이하에서 그룹효과가 나타났으며, 7.0D에서 거의 단독말뚝과 같은 거동을 보임을 알 수 있었다. 말뚝의 간격이 좁아짐에 따라 말뚝의 변위와 휨모멘트 모두 감소하였다. 아울러 말뚝의 휨강성이 클수록 휨모멘트는 증가하나 변위는 감소하고, 상대밀도가 클수록 휨모멘트와 변위는 커지는 경향을 보였다. 상대밀도에 대한 휨모멘트의 크기 변화는 고정단에 의한 실험보다 자유단에 의한 실험에서 더 크게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.17-22
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• 2010

본 연구에서는 풍화토 지반에 설치된 수평하중을 받는 H-pile 무리말뚝의 하중분담특성 및 상호작용계수(p-multiplier)를 분석하였다. 말뚝의 배열($2{\times}3$, $3{\times}3$), 말뚝의 간격(2D, 4D, 6D), 그리고 지반밀도(상대밀도:40%, 80%)를 고려한 수평재하 실험을 실시한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 무리말뚝내 각각의 말뚝에 작용된 평균수평하중은 말뚝의 수가 감소할수록 평균수평저항력이 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝간격과 지반밀도에 따라 단말뚝과 무리말뚝의 p-y곡선을 분석한 결과 말뚝간격이 2D에서 6D로 증가함에 따라 무리말뚝의 상호작용계수값이 느슨한 지반의 경우 0.85~0.94(앞열말뚝), 0.57~0.79(중간말뚝), 0.60~0.71(후열말뚝), 조밀한 지반의 경우 0.76~0.82(앞열말뚝), 0.58~0.73(중간말뚝), 0.53~0.70(후열말뚝)의 값을 각각 나타냈다. 이와같이 단말뚝과 무리말뚝간 상호작용계수는 말뚝간격이 증가할수록 그 값이 증가함을 알 수 있었으며, 또한 앞열의 무리말뚝이 중간 및 후열말뚝들보다 보다 큰 상호작용계수 값을 나타냈다.

• Coupled systems mechanics
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• 제3권4호
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• pp.367-384
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• 2014

The study deals with the physical modeling of a typical single storeyed building frame resting on pile foundation and embedded in cohesive soil mass using the finite element based software SAP-IV. Two groups of piles comprising two and three piles, with series and parallel arrangement thereof, are considered. The slab provided at top and bottom of the frame along with the pile cap is idealized as four noded and two dimensional thin shell elements. The beams and columns of the frame, and piles are modeled using two noded one dimensional beam-column element. The soil is modeled using closely spaced discrete linear springs. A parametric study is carried out to investigate the effect of various parameters of the pile foundation, such as spacing in a group and number of piles in a group, on the response of superstructure. The response considered includes the displacement at the top of the frame and bending moment in columns. The soil-structure interaction effect is found to increase the displacement in the range of 38 -133% and to increase the absolute maximum positive and negative moments in the column in the range of 2-12% and 2-11%. The effect of the soil- structure interaction is observed to be significant for the type of foundation and soil considered in this study. The results obtained are compared further with those of Chore et al. (2010), wherein different idealizations were used for modeling the superstructure frame and sub-structure elements (foundation). While fair agreement is observed in the results in either study, the trend of the results obtained in both studies is also same.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.5-14
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• 2001

본 연구에서는 사면안정 확보를 위해 설치된 억지말뚝과 보강사면의 안전율을 산정할 수 있는 간편설계 법을 제안하였다. 억지말뚝-지반간 상호작용은 하중전이법으로, 사면의 안전율은 Bishop의 간편법을 이용하여 산정하였다. 말뚝 간격에 따른 군말뚝 효과를 고려하기 위해 실내모형실험 및 유한요소해석을 수행하였으며 이 결과를 토대로 군말뚝 상호작용계수를 제안하였다. 제안된 군말뚝 상호작용계수는 말뚝중심간격이 좁아질수록 감소하였으며, 두부조건이 자유단인 경우가 다른 구속조건에 비해 큰 폭으로 감소하였다. 개발된 억지말뚝의 설계기법은 본 연구에서 수행한 원심모형실험, 현장시험 및 기존 유한요소해석결과와 비교.분석하였다. 본 해석프로그램은 3차원 유한요소해석에 비해 쉽고 간단하면서도 말뚝-지반간 상호작용에 의해 매우 복잡한 거동을 나타내는 억지말뚝을 비교적 적절히 설계 할 수 있음을 알 수 있었다.

• 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.