• Coupled systems mechanics
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• 제13권3호
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• pp.187-200
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• 2024

This paper presents a numerical model for buckling analysis of slender piles, such as micropiles. The model incorporates geometric nonlinearities to provide enhanced accuracy and a more comprehensive representation of pile buckling behavior. Specifically, the pile is represented using geometrically nonlinear beams with the von Karman deformation measure. The lateral support provided by the surrounding soil is modeled using the spring approach, with the spring stiffness determined according to the undrained shear strength of the soil. The numerical model is tested across a wide range of pile slenderness ratios and undrained shear strengths of the surrounding soil. The numerical results are validated against analytical solutions. Furthermore, the influence of various pile bottom end boundary conditions on the critical buckling force is investigated. The implications of the obtained results are thoroughly discussed.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.536-545
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• 2006

In this study the behavior of piles with an extended head is invested experimentally using reduced-scale model tests. Special attention is given to verifying the increase of end bearing capacity of piles with spreading head. Model piles and extended head plates made of steel pipe were used in this study. Bearing capacity of piles is regarded as only end bearing capacity. The study analyzed the tendency of single and group pile of bearing capacity compared with the existing PHC pile, and examined optimum effect of extended head.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.61-70
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• 2013

본 연구에서는 2차원 유한차분 해석을 이용하여 절리암반에 시공된 말뚝기초의 선단지지력을 분석하였다. 이를 위해 암반의 절리상태를 고려할 수 있는 Hoek-Brown 항복규준을 이용하여 다양한 조건의 수치해석이 수행되었다. 넓은 범위의 절리상태를 고려하기 위하여 GSI를 주 매개변수로 설정하였고 말뚝 직경, 암반의 일축압축강도, Hoek-Brown 상수 $m_0$의 매개변수 영향을 살펴보았다. 본 연구결과 매개변수들의 변화에 따른 절리 암반에 설치된 말뚝기초의 선단지지력 변화 경향을 확인하였고 이러한 결과를 토대로 매개변수 분석에 따른 선단지지력 결과를 도출하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.5-11
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• 2007

국내에서는 조립토를 이용한 연약지반 처리공법 중 모래다짐말뚝공법이 많이 활용되고 있으나, 모래자원의 고갈과 단가상승으로 인해 적용이 제한되고 있어 대체공법이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 육상부 현장에 시험시공된 단일쇄석다짐말뚝에 대한 정재하시험을 수행하였다. 시험시 말뚝의 직경을 700mm로 고정하구 재하판의 면적을 변화시켰으며, 치환율 20, 30, 40%에 대하여 정재하시험을 실시하였다. 그 결과를 토대로 하여 단일쇄석다짐말뚝의 지지력 증가효과를 평가하였다. 치환율이 증가할수록 침하량이 작아지는 경향을 보였다. 또한, 치환율이 고려된 단일쇄석다짐말뚝의 항복지지력 공식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.165-172
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• 2006

본 연구에서는 합천사에 매설되어 측방변형을 받는 무리말뚝의 거동특성을 분석하였다. 무리말뚝의 위치, 말뚝의 간격과 말뚝배열이 미치는 무리말뚝의 영향을 알고자 하였다. 실험결과는 다음과 같다. 무리말뚝에서는 모멘트 형상은 단독말뚝과 유사하나 최대 휨모멘트의 발생깊이가 깊어지고, 그 크기는 감소하였다. 말뚝의 중심간격이 증가할수록 최대휨모멘트비$(R_M)$와 수평력분담비$(R_F)$는 증가하였다. 지반변형에 따른 $R_M$은 열방향에서는 후열, 전열, 중간열의 순으로 크게 나타났고 줄방향에서는 내측보다 외측이보다 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.65-74
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• 2003

본 연구에서는 말뚝이 근입된 연약지반의 탄소성 해석을 수행하여 말뚝에 작용하는 하향력을 산정하였다. 이때 단독말뚝과 군말뚝(3$\times$3, 5$\times$5)을 대상으로 각각 2차원과 3차원 유한요소해석을, 말뚝주면에서 slip의 유무에 따라 수행하여 그 영향정도를 파악하였다. 하향력의 발생정도는 말뚝주면에서의 마찰계수, 지표면과 말뚝두부에 작용하는 상재하중에 큰 영향을 받는다. 이와 같은 영향인자를 토대로 수치해석 결과, 하향력은 no-slip의 경우가 slip의 경우에 비해서 상당히 과대하게 산정되었으며, 또한 말뚝두부에 하중이 증가함에 따라 하향력은 감소하는 것을 알 수 있었다. 한편 그룹효과가 있는 군말뚝의 하향력은 단독말뚝의 하향력에 비해서 크게 감소 하는 것으로 나타났으며, 수치 및 사례분석을 통해 slip 해석의 적절함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.61-73
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• 2009

본 연구에서는 모형실험을 통해 균질모래지반에 매설된 횡력을 받는 단독말뚝의 수평저항력을 산정하는데 가장 큰 영향을 주는 배면토의 저항형태를 파악하였다. 저항거동 상태를 파악하기 위해서는 기 발표된 논문(배종순과 김성호 ; 2008)에서 제안된 회전절점, 배면지반의 연직방향 파괴각 이외에 배면지반의 파괴영역의 평면면적과 말뚝측면의 평면 파괴각 등이 파악되어야 한다. 따라서 말뚝의 형상과 크기, 지반밀도 변화에 대한 배면지반의 거동 특성을 실험을 통하여 파악하였다. 또한 흙의 밀도와 말뚝의 단면형상에 따른 상관관계를 규명하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.165-180
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• 1999

모형 압력 토조에 개단, 폐단, 관내토 그라우팅, 그리고 선단 하부지반 그라우팅 말뚝들을 설치하여 수행된 재하실험을 통해 그 지지력을 비교하였고, 유사화된(Simulated) 해진시 말뚝의 설치깊이를 변화시켜 선단 하부지반 그라우팅 말뚝의 안정성을 검토하였다. 또한, 재하실험과 해진 실험은 2개와 4개로 된 군말뚝에 대해서도 수행되었다. 관내토 선단부만 그라우팅한 말뚝의 지지력은 선단 지반 교란으로 인한 선단지지력 감소로 개단말뚝에 비해 극한지지력이 약 11.2~30.8%정도 작았다. 관내토 선단 하부지반 그라우팅한 말뚝의 지지력은 개단말뚝의 지지력보다 약 23.8~33.9%정도 증가하였으며, 이는 폐단말뚝의 지지력과 비슷하였다. 선단 하부지반 그라우팅된 군말뚝은 개단 군말뚝에 비해 증가하였는데, 2개의 군말뚝의 경우에는 14.6~31.8%만큼 지지력이 증가하였으며, 4개의 군말뚝의 경우는 15.3~22.4%만큼 증가하였다. 심해에서 발생된 해진시 관내토 선단 하부지반 그라우팅된 개단말뚝의 안정성은 말뚝의 설치 형태와 말뚝의 지중관입 길이에 따라 달라졌다. 외말뚝의 경우에는 지중 관입 깊이가 20m보다 깊어지면 안정한 상태를 유지할 수 있었으나, 12m보다 짧은 말뚝은 파괴될 수 있었고, 12m보다 긴 말뚝의 경우에는 가동(Mobility) 상태를 유지할 수 있었다. 군말뚝의 경우에는 지중 관입깊이가 7m이상이면 지지력의 일부만 감소하여 약간 변위하는 "Mobility" 상태를 유지할 수 있었다.유지할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4863-4868
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• 2012

모래지반에 설치된 무리말뚝 중 두 개의 말뚝에 대하여 하중재하시험을 실시하고 그 결과를 하중전이법을 적용한 해석결과와 비교 분석하였다. 무리말뚝 설치 후 무리말뚝의 중앙부에 위치한 말뚝에 대한 해석결과에 따르면 하중지지능력이 재하시험결과보다 작게 나타났는데 주된 원인은 무리말뚝 설치로 인한 지반조밀화로 생각된다. 또한 API 방법과 Coyle and Sulaiman 방법을 적용하여 구한 하중-침하곡선으로부터 Davisson 방법을 통해 구한 말뚝의 극한지지력은 재하시험에 의한 극한지지력 값의 각각 77%와 90%였다. 무리말뚝 설치로 인한 지반 조밀화의 영향을 비교적 덜 받은 가장자리 말뚝에 대한 재하시험결과와 해석결과를 비교할 때 Davisson 방법을 통해 구한 말뚝의 극한지지력은 API 방법과 Coyle and Sulaiman 방법에 의할 경우 재하시험결과에 의한 값에 비해 각각 1.1배와 1.3배의 값을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.907-919
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• 2014

본 연구는 LES와 유사이동 모형을 이용하여 군말뚝 주변 세굴과정 및 특성의 수치모의에 관한 내용이다. 군말뚝 주변에서 세굴 및 퇴적은 말뚝간격에 크게 영향을 받았다. 무차원 말뚝간격이 3.75보다 작은 경우에는 군말뚝 주변 국부세굴 뿐만 아니라 단면축소세굴이 발생하였다. 반면 무차원 말뚝간격이 3.75 이상이면 단면축소세굴은 사라지고 각각의 말뚝에서 국부세굴만발생하였다. 상류에 위치한 말뚝에서 세굴 심변화는 단일 말뚝의 경우와 유사한 경향을 보였지만 하류에 위치한 말뚝근처에서 세굴심은 상류말뚝 존재 때문에 세굴심이 낮게 나타났고 경향성도 상당히 다름을 보였다. 군말뚝 주변의 무차원 최대 세굴심은 말뚝간격이 증가할수록 감소하였다.