• Structural Engineering and Mechanics
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• 제4권3호
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• pp.227-242
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• 1996

An important class of problems in the field of geotechnical engineering may be analyzed with the aid of a simple integro-differential equation. Behavior of "rigid" piles(say concrete piles), "deformable" piles(say gravel piles), pile groups, pile-raft foundations, heavily reinforced earth, flow within circular silos and down drag on cylindrical structures (for example the crusher unit of a mineral processing complex) are the type of situations that can be handled by this type of equation. The equation under consideration has the form; $$\frac{{\partial}w(r,\;z)}{{\partial}z}+f(z){\int}^z_0g({\xi})(\frac{{\partial}^2w(r,\;{\xi})}{{\partial}r^2}+\frac{1}{r}\frac{{\partial}w(r,\;{\xi})}{{\partial}r})d{\xi}+h(r,\;z)=0$$ where w(r, z) is the vertical displacement of a soil particle expressed as a function of the polar cylindrical space coordinates (r, z) and the symbols f, g and h represent soil properties and the loading conditions. The merit of the analysis is its simplicity (both in concept and in application) and the ease with which it can be expressed in a computer code. In the present paper the analysis is applied to investigate the behavior of a single rigid pile to bedrock. The emphasis, however, is placed on developing the equation, the numerical techique used in its evaluation and validation of the technique, hereafter called the ID technique, against a formal program, CRISP, which uses the FEM.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.376-387
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• 2009

Piled raft foundation is a geotechnical composite construction to support the superstructure by pile-soil-raft interaction. General conventional design for piled raft doesn't consider the contribution of a raft. This is very conservative and requires more piles to satisfy the factor of safety. It is important to evaluate the load sharing features of piled raft. In this research, this characteristics of piled raft evaluated using both centrifuge and numerical modelings. The ultimate bearing capacity of piled raft foundation was also evaluated and predicted through comparisons of ultimate bearing capacity of single pile (SP), unpiled raft (UR), freestanding pile group (FPG) and piled raft (PR). $\xi_{pr}$ and $\eta$ were determined by centrifuge model tests to simply evaluate the ultimate bearing capacity of piled raft and bearing capacity of piled raft was predicted using the calibrated numerical model based on the centrifuge tests and laboratory tests data.

• 한국안전학회지
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• 제20권3호
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• pp.152-157
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• 2005

This experimental study was devoted to investigate skin friction of H group piles with uplift loading conditions in granite soil under laboratory test. Model piles made of steel embedded in weathered granite soil were used in this study. Pile arrangements($2{\times}2,\;3{\times}3$), pile space(2D, 4D, 6D), and soil density($D_r=40%,\;80%$) were tested. The main results obtained from the model tests can be summarized as follows. The series of tests found that ultimate uplift load and displacement for group piles were increased as piles space ratio increases to $D_r=40%$ of soil density. In the relative density of $D_r=80%$, bearing capacity for group piles was greater than for single pile. In the relative density of $D_r=40%$, the theoretical value of skin friction for group piles was greater than practical value. In the relative density of $D_r=80%$, both theoretical and practical value of skin friction for group piles were increased as piles space ratio increases.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권2호
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• pp.143-156
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• 2021

Rail transit lines usually pass through many complicated topographies in mountain areas. The influence of inclined bedrock on the train-induced soil vibration response was investigated. Model tests were conducted to comparatively analyze the vibration attenuation under inclined bedrock and horizontal bedrock conditions. A three-dimension numerical model was built to make parameter analysis. The results show that under the horizontal bedrock condition, the peak velocity in different directions was almost the same, while it obviously changed under the inclined bedrock condition. Further, the peak velocity under inclined bedrock condition had a larger value. The peak velocity first increased and then decreased with depth, and the trend of the curve of vibration attenuation with depth presented as a quadratic parabola. The terrain conditions had a significant influence on the vibration responses, and the inclined soil surface mainly affected the shallow soil. The influence of the dip angle of bedrock on the peak velocity and vibration attenuation was related to the directions of the ground surface. As the soil thickness increased, the peak velocity decreased, and as it reached 173% of the embedded pile length, the influence of the inclined bedrock could be neglected.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권7호
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• pp.23-33
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• 2009

본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 거동을 원심모형시험과 수치해석기법을 이용하여 연구하였다. 단말뚝, 기초판, 군말뚝 및 말뚝지지 전면기초의 극한지지력 비교를 통하여 말뚝지지 전면기초의 지지력을 평가하였고, 말뚝과 기초판에 전달되는 하중 분담율을 분석하여 말뚝지지 전면기초의 극한지지력을 산정할 수 있는 경험적 상관계수를 획득하였다. 또한, 원심모형시험과 동일말뚝조건을 대상으로 수치 시뮬레이션을 수행하여 원심모형시험 결과를 검증하고 말뚝지지 전면기초의 지지력을 위한 상관계수를 평가하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권2호
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• pp.97-107
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• 2024

The accurate prediction of grouting upward diffusion height is crucial for estimating the bearing capacity of tip-grouted piles. Borehole construction during the installation of bored piles induces soil unloading, resulting in both radial stress loss in the surrounding soil and an impact on grouting fluid diffusion. In this study, a modified model is developed for predicting grout diffusion height. This model incorporates the classical rheological equation of power-law cement grout and the cavity reverse expansion model to account for different degrees of unloading. A series of single-pile tip grouting and static load tests are conducted with varying initial grouting pressures. The test results demonstrate a significant effect of vertical grout diffusion on improving pile lateral friction resistance and bearing capacity. Increasing the grouting pressure leads to an increase in the vertical height of the grout. A comparison between the predicted values using the proposed model and the actual measured results reveals a model error ranging from -12.3% to 8.0%. Parametric analysis shows that grout diffusion height increases with an increase in the degree of unloading, with a more pronounced effect observed at higher grouting pressures. Two case studies are presented to verify the applicability of the proposed model. Field measurements of grout diffusion height correspond to unloading ratios of 0.68 and 0.71, respectively, as predicted by the model. Neglecting the unloading effect would result in a conservative estimate.

• Corrosion Science and Technology
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• 제23권3호
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• pp.195-202
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• 2024

A zinc mesh sacrificial anode cathodic protection method is recently being developed to protect the reinforced concrete structure in a marine environment. However, comprehensive information regarding the cathodic protection technology applied to reinforced concrete test specimens utilizing zinc mesh sacrificial anodes remains limited. Particularly, no research has investigated the effective range of sacrificial anode cathodic protection in a reinforced concrete structure regarding the transmission of protection current from zinc mesh sacrificial anode to the reinforced concrete structure, particularly concerning effects of temperature variations. This study examined the distribution of potential and current using a long single rebar and several segment reinforcing bars inside a horizontal beam. Vertical pile specimens were applied with a zinc mesh sacrificial anode to simulate concrete bridges or harbor structures. To check the effect of cathodic protection, cathodic protection potential and current of the reinforced concrete specimens were measured and 100 mV depolarization criterion test was performed. It was confirmed that effect of cathodic protection varied depending on resistivity and temperature. The cathodic protection test of pile specimens revealed that the maximum reachable range of cathodic protection current was 10 cm from the waterline as observed in the experiment.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권1호
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• pp.41-52
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• 1991

본 연구에서는 말뚝 기초로 지지된 상부 구조물의 동적 해석을 하였다. 구조물 해석에는 반무한체 방법을 이용하였으며, 이 방법의 입력자료가 되는 임퍼 던스 함수를 구하는 방법과 각 방법으로 구한 상부구조물의 거동을 상호 비교해 보았다. 먼저 단말뚝에 대한 임피던스 함수를 Equivalent Cantilever 방법, Novak이 제안한 방법, Gazetas가 제안한 방법, Kuhlemeyer가 제안한 방법으로 구하였으며, 군 효과는 Novak에 의 해 제안된 방법, 군 효과 비(Group Efficiency Ratio, GER), Poulos가 제안한 정적영향계수를 이용한 방법, Kaynia 8E Kausel이 제안한 동적영향계수를 이용한 방법 등을 이용하였으며, 구조물의 상부 변위, 저 면에서의 전단력과 휨모우먼트에 대한 상호 비교를 하였다. 본 연구에서 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 각 방법으로 구한 강성과 감쇠 값은 그 차이가 상당히 크게 나타났으며, Novak이 제안한 방법이 가장 작고, Kuhlemeyer가 제안한 방법이 가장 크게 나타났다. 또한,각 방법에 의한 군효과를 비교, 분석해 본 결과 강성효과는 비교적 유사한 결과를 보이나, 감쇠의 경우 군효과의 차이가 큼을 알 수 있었다. 2.말뚝의 설치로 인해 상부변위는 200A이상 감소하였으며,반면에 말뚝 설치로 인한 강성 증가 효과로 인해 저면에서의 전단력과 휭모우먼트는 크게는 2배 이상 커짐을 알 수 있으며, 공명 현상을 일으키는 frequency가 약 2배 이상 증가함을 알 수 있다. 3. 말뚝 시스템의 강성과 감쇠의 산정시 주파수 종속값과 독립간을 사용한 차이로 인한 상부변 위,저 면에서의 전단력,횝모우먼트의 변화는 비교적 적은 것으로 나타났다. 4. 지진가속도가 커짐에 따라 말뚝의 설치에 의한 상부변위 감소 효과가 더욱 커짐을 알 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.39-52
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• 1998

본 논문은 정규압밀된 점성토 지반에서 강관 매입 말뚝의 수평 거동에 영향을 미치는 여러인자들 중에서 말뚝의 근입길이, 지반조건(건조단위 중량 $\gamma_4$), 말뚝 두부의 구속조건의 영향에 관하여 모형실험을 수행하였으며, 이러한 영향을 정량화 할 수 있는 경첩식을 그 결과들로부터 얻었다. 모형실험에 사용한 지반은 3종류의 정규압밀 점토이다. 2종류의 말뚝 근입길이와 말뚝 두부의 고정 자유조건의 모형실험결과들에 의하여 수평하중-변위 관계는 $\gamma_d/\gamma_{dmax}$=0.84 이하에서 완전 탄소성체의 거동형상을 보일 것으로 나타났으며, 각 실험에서 최대 수평하중(Q--) 이후의 수평하중 감소는 상당한 시간 의존성을 보였다. 본 연구에서는 수평 하중-변위관계(logo-logy/D)와 최대 휨 모멘트-변위관계($loaM_{max}$.-.-logy/D)에서 각각 구한 항복 수평하중(Qy)과 항복 최대 휭 모멘트(My)가 직선적인 관계로 밝혀졌다. Relaxation에 의한 수평하 중은 모형실험 결과들로부터 시간을 변수로 한 지수 함수식으로 회귀분석 하였다. 수평 극한하중과 항복하중에 대한 지반조건의 영향은 $\gamma_4$$/\gamma_{dmax}$의 변수로 한 지수함수식으로 모델화 하였으며, Broms와 Budhu et at.에 의한 결과와의 비교에서 예측결과가 26-78%정도 과대평가 되었다. 수평하중-변위 관계에 대한 말뚝 두부의 고정조건 영향에서 $Q_{mxed}/Q_{free}$-y/D의 관계는 상당히 비선형적으로 나타났으며, yiD를 변수로 한 지수함수식으로 모델화하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.119-127
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• 2013

최근 해양구조물의 건설이 활발해짐에 따라 해상 부유식 구조체를 경제적으로 지지할 수 있는 새로운 기초형식을 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 대구경 단일형 석션파일 대신에 다수의 중구경 석션파일을 콘크리트 파일캡으로 결합한 그룹형 석션파일 형식에 대하여 연구하였다. 해상 부유식 구조체에 사용되는 기초의 경우 수평방향 하중이 지배적이므로 그룹형 석션파일의 수평방향 지지거동을 3차원 유한요소 해석을 통해 분석하였다. 그룹형 석션파일은 근입깊이가 얕아서 강체기초 거동을 하게 되므로 수평방향 거동을 분석할 때 지표면 부근의 낮은 구속압을 받는 지반의 정밀한 거동 모사가 필요하다. 이를 위하여, 탄성계수, 지반강도 등을 지반 구속압에 따라 증가되도록 모델링하였다. 해석조건은 석션파일 중심간 거리, 그리고 사질토와 점성토의 지반조건 등을 변화시키며 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 석션파일 사이의 간격이 증가함에 따라 점차 항복하중이 증가하였으며, 그룹형 석션파일의 항복하중은 S/D=5인 경우 회전을 허용한 단일형 석션파일 항복하중의 약 3배인 것으로 나타났다.