• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.119-128
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• 2015

본 연구에서는 파일지지식 소파방파제의 파압특성을 2차원 수리모형실험을 통해 분석하였다. 단일 유공벽 및 이중 유공벽을 가진 모형체를 통해 실험을 수행하였으며, 측정된 파압결과는 Goda 파압과 비교분석하였다. 단일 유수실의 경우, 측정된 최대파압이 Goda 파압과 비교하여 전면벽의 경우 25%, 후면벽의 경우 30%가 감소하였다. 이중 유수실의 경우에는 최대파압이 Goda 파압대비 전면벽 27%, 중간벽 53%, 후면벽 64% 감소한 것을 알 수 있다. 이로부터 이중 유공벽을 가진 소파방파제가 단일 유공벽의 경우와 비교하여 파압이 현저히 감소하는 것을 알 수 있었으며, 이는 유공 1실과 2실의 횡슬릿의 유공벽을 통과하면서 발생하는 파랑에너지의 소산으로 인해 후면벽에 작용하는 파압의 크기가 작아졌기 때문으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.77-88
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• 2010

본 연구에서는 다양한 상대밀도의 건조, 포화 사질토 지반을 조성하고, 군말뚝의 중심 간격을 말뚝 지름의 3배, 5배, 7배로 조정하며 1g 진동대 실험을 수행하였다. 실험으로 얻은 동적 p-y 곡선을 분석하여, 말뚝중심간 간격, 군말뚝 내말뚝의 위치, 지반의 상대밀도, 그리고 진동 중 발생하는 과잉간극수압에 따라 군말뚝의 동적 p-y 곡선이 달라지는 것을 확인하였다. Yang 등(2009)이 제시한 단말뚝의 동적 p-y 중추곡선과 군말뚝의 동적 p-y 곡선을 비교하여 동적 p-승수를 산정해본 결과, 입력가속도 진폭과 지반의 상대밀도가 증가할수록 p-승수의 값이 증가하였으며, 말뚝 중심 간격이 말뚝지름의 7배가 되었을 경우 군말뚝 효과가 사라지는 것으로 나타났다. 기존의 연구자들이 제안한 정적, 동적 p-승수 값들과 우리나라 기준서에서 제안하고 있는 p-승수 값들은 살험값과 비교하여 최대 0.7(약 70%) 정도까지 차이를 보였으며 이에 본 연구에서는 말뚝 중심 간격과 지반의 상대밀도를 기준으로 동적 p-승수 값을 새롭게 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1051-1060
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• 2010

In this study, the pressuremeter test (PMT) and the standard penetration test (SPT) were performed on the lateral pile loading tests site to evaluate the coefficient of subgrade reaction, which is used for load-deformation behavior analysis of laterally loaded piles by elastic subgrade reaction method. As a result, widely used empirical formulas of the coefficient of subgrade reaction by N values of SPT is evaluated conservatively lateral behavior of piles. While the method of directly used PMT results and evaluation method of the coefficient of subgrade reaction considering deformation moduli of soil and a pile diameter that is able to estimate very similar to actual load-deformation behavior of laterally loaded piles in deformation range of 0.5%-1.0% of a pile diameter.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.779-783
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• 2008

LRFD Resistance factors for static bearing capacity of driven steel pipe piles were calibrated in the freamework of reliability theory. Reliability analysis was performed by the First Order Reliability Method (FORM) using resistance bias factor statistics.The target reliability indices are selected as 2.0 and 2.33 for group pile case and 2.5 for single pile case, based on the reliability level of the current design practice and considering redundancy of pile group, acceptable risk level, construction quality control, and significance of individual structure.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.31-38
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• 2017

본 연구에서는 매입말뚝의 지지력과 침하에 큰 영향을 미치는 시멘트풀과 지반 사이의 주면 인터페이스 및 영향인자에 따른 거동을 분석하였다. 시멘트풀과 지반 사이의 인터페이스를 고려하기 위한 User-defined 모델을 적용하였고, 현장 시험 결과와의 검증을 바탕으로 매입말뚝 거동을 고려한 새로운 t-z 곡선을 제안하였다. 또한, 매입말뚝의 거동에 영향을 주는 인자 중 시멘트풀의 유무 그리고 시멘트풀-지반 사이의 인터페이스 모델에 대한 분석을 수행하였다. 해석결과, 시멘트풀이 있는 경우 주면마찰력이 급격히 증가하는 것이 확인되었고, 침하량은 감소하는 것으로 확인되었고, 본 연구에서 제안한 t-z 곡선이 매입말뚝 거동을 더 정확히 예측할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.117-129
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• 2000

본 논문은 균질 및 비균질 지반에서의 군말뚝수평거동에 관하여 고찰하였다. 본 연구는 군말뚝수평거동에 대한 말뚝중심간격, 말뚝 배열, 말뚝 중심 간격비, 말뚝 선단 구속조건, 편심하중 그리고 지반조건의 영향들에 관하여 실험적인 연구를 수행하였다. 주동말뚝에서의 군말뚝 효율과 수평변위는 말뚝중심간격과 말뚝수에 상당히 의존함을 알 수 있다. 말뚝중심간격이 6D이고 $3\times3$배열 말뚝인 경우, 선단고정말뚝의 수평 지지력은 선단자유말뚝의 경우보다 40-100%크게 나타났다. 모형실험의 결과들에 근거하여, 군말뚝의 개개 말뚝이 단일말뚝과 동일하게 거동하는 말뚝 중심간격은 상대밀도 61.8%와 32.8%의 경우 6D 로 나타났으나, 상대밀도 90%의 조밀한 지반에서는 8D 간격으로 추정할 수 있다. 본 연구에서는 군말뚝 효율에 대하여 말뚝 중심간격, 말뚝 수, 그리고 지반상대밀도의 변수로 표현되는 실험식을 제안하였다. 3$\times$3 배열의 군말뚝에서 앞행(lead row) 말뚝의 하중 분담율은 말뚝 중심간격 3D인 경우에 41.6%-52.4% 정도 그리고 6D인 경우에 34%-40%정도로 나타났다. 군말뚝에서 중첩효과(shadowing effect)는 하중 직각방향보다는 하중 재하방향에서 더 크게 발생하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.5-15
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• 2021

교각기초 형식으로 적용되는 기초공법 중 하나는 단일형 현장타설말뚝이다. 이 말뚝에 대한 설계 시 주된 관심사항은 말뚝체에 작용하는 수평지지력 확보 여부이다. 현재 말뚝체의 강성증가를 위해 외부강관으로 말뚝체를 보강하여 말뚝의 수평지지력을 증가시키는 방법이 활용되고 있다. 그러나 지반조건에 따라 외부강관의 보강효과와 적정 강관보강 길이가 달라질 수 있음에도 이에 대한 연구가 미흡하여 현장에서는 대부분 말뚝체 전체를 외부강관으로 보강하고 있다. 그러나 시스템 내의 전체 말뚝길이를 외부강관으로 보강할 경우 공사 지연과 공사비의 증가로도 이어질 수 있다. 따라서 좀 더 효과적으로 외부강관을 활용하기 위해서는 외부 강관으로 보강된 말뚝체를 대상으로 말뚝의 수평지지특성을 평가하여 강관의 적정한 보강길이를 결정해야 한다. 이에 본 연구에서는 수치해석방법을 통해 각 조건별 외부강관의 보강길이를 적용한 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 지지특성을 평가하고, 이 해석결과를 바탕으로 외부강관의 적정 보강길이를 제안하였다. 본 연구결과, 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 수평지지력을 효과적으로 증가시키기 위해서는 강관의 보강길이가 말뚝의 휨거동 영향범위인 1/β의 2배를 적용해야 하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.27-37
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• 2010

해상 매립 간척지와 같은 지반에서는 말뚝기초에서 주변 지반이 말뚝보다 상대적으로 많이 침하함에 따라 하향력이 발생하게 되며, 이 하항력은 말뚝의 침하량과 말뚝재료의 응력을 증가시켜서 기초의 안전 및 상부구조물의 사용성에 영향을 미치게 된다. 현재 국내에서는 부주면마찰력을 고려한 말뚝의 허용압축지지력 공식이 존재하나 그 적용성에 있어서 정확한 기준이 없는 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 수치해석을 실시하여 부주면마찰력이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 분석하고 지지력 산정식의 적용성 검토를 수행하였다. 국내 대표적 해양 매립 간척지라고 할 수 있는 연세대 송도국제화복합단지의 지반과 말뚝 조건을 모델링하여 선단지지 여부에 따른 수치해석을 수행하여, 그에 따른 부주면마찰력의 발생 특성에 대한 경향을 파악하였다. 또한 수치해석을 통하여 얻어진 하중-침하 곡선을 통하여 극한하중을 산정하고 그에 따른 두부하중 작용 시 발생하는 부주면마찰력을 고려하여 허용지지력 공식의 적용성을 검토하였다. 그 결과 부주면마찰력 발생이 지반의 지지력에 미치는 영향은 미미하나, 침하량 및 말뚝 재료의 허용응력에는 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 극한지지력에 안전율 3을 적용해 산정된 허용지지력과 비교시 부마찰력을 고려한 허용지지력산정법에 안전율 3을 사용한 경우 과소평가하는 경향을 보였으나 2를 적용한 경우 말뚝종류에 따라 유사하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.5-15
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• 2017

주면마찰력은 매입말뚝에서 가장 큰 영향 요소이다. 특히 시멘트풀과 지반 사이의 인터페이스 거동에 있어 가장 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 시멘트 풀 영향을 고려하여 단독말뚝에 대한 현장축소모형말뚝 재하시험을 수행하였다. 시험말뚝은 상사비를 고려하여 길이 1.3m 지름 0.067m로 선정하였으며, 굴착공경은 150, 125, 90, 86, 74mm, 시멘트풀 물/시멘트비는 90, 70, 60%로 급속재하시험을 수행하였다. 분석 결과 굴착공경이 증가할수록 지지력 증가를 확인하였다. 또한, 물/시멘트비가 부배합일수록 지지력이 증가하는 것을 확인하였다. 상사비를 고려한 축소모형시험결과, 굴착 공경은 말뚝지름(0.508mm 기준)보다 대략 0.1~0.4D(50~200mm) 크게 시공하는 것이 적합하다. 그리고 시멘트풀 물/시멘트비는 본 연구 결과와 품질관리 등을 고려하였을 때, 70% 정도가 적절하다.