• 한국지반공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.39-48
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• 2019

본 연구는 원심모형실험을 이용해 건조 사질토 지반에 근입된 모노파일의 수평 반복하중에 대한 거동을 연구하였다. 실험에 사용된 지반 시료는 상대밀도 80%에서 마찰각이 $38^{\circ}$인 건조 주문진 표준사를 사용했다. 실험 과정은 우선 반복하중의 크기를 결정하기 위해 정적 하중 실험을 수행하여 극한하중을 결정하였다. 이를 통해 도출된 극한 하중 값의 30%, 50%, 80%, 120%을 반복하중의 값으로 결정하였고, 반복횟수는 100회로 수행되었다. 이 결과를 통해 실험 반복하중 p-y 곡선을 산정하였고 도출된 하중 별 최대 지반반력점들을 이용하여 깊이 별 반복하중 p-y 중추곡선을 도출하였다. 이를 기존 p-y 곡선과 비교 결과, 동일 깊이에서 초기기울기가 API(1987) p-y 곡선보다 과소평가 되었으며, 극한지반반력은 과대평가되었다. 또한, 동적 p-y 곡선과 비교하였을 때, 동일 깊이에서의 반복하중 p-y 중추곡선의 초기기울기와 지반반력이 작게 평가되었다. 이는 말뚝이 받는 하중 조건에 따라 p-y 곡선을 다르게 적용해야 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8128-8139
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• 2015

최근 구조물 기초 분야에 대한 한계상태설계법이 국제적인 기술표준으로 요구됨에 따라 연구기반이 미약한 연약지반 개량공법에 대한 하중저항계수설계법 개발의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 신뢰성 분석을 통해 항타강관말뚝의 목표신뢰성지수 및 저항계수를 산정하여 기초 구조물에 대한 LRFD code를 개발하고자 하였다. 프로그램의 검증을 위해 광양지역 16개의 항타말뚝 재하시험 결과와 2008년 한국건설기술연구원에서 이용된 57개의 항타말뚝 재하시험 결과를 취합하였다. 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 두가지 정역학적 설계공식에 대해서 대표 측정지지력과 설계지지력을 비교함으로써 저항편향계수를 평가하였고, 저항편향계수의 통계특성을 이용하여 일차신뢰도법 및 몬테카를로 실뮬레이션에 의한 신뢰성 분석을 실시하였다. 그 결과, 항타강관말뚝의 목표 신뢰성지수 2.0, 2.33, 2.5에 대해서 선단부 N치 50이하인 경우 두 지지력 공식의 저항계수는 각각 0.611~0.684, 0.821~0.537, 선단부 N치 50이상인 경우 각각 0.608~0.545, 0.749~0.643으로 제안되었다. 본 연구결과는 향후 다양한 기초구조물 및 지반구조물의 하중저항계수설계법 개발을 위한 자료로서 그 활용성이 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.5-16
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• 2019

최근 도시 인구의 밀집으로 대형구조물의 건설이 증가하고 있으며 이와 더불어 대형구조물의 기초도 발전하고 있다. 2000년대 말에 일본의 기술을 도입하여 PHC말뚝은 많은 구조물에 사용되고 있다. 최근 PHC말뚝의 장점을 이용하여 흙막이 벽체로의 사용에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 이 연구에서는 PHC-W 흙막이 벽체를 이용한 건축물 지하증설벽체에서 PHC-W말뚝을 주열식으로 시공하여 연직 압축정재하시험을 실시하였으며, 하중전이 측정을 통하여 PHC-W말뚝의 선단지지력을 산정하였다. 풍화암에 근입된 PHC-W말뚝의 지지력은 기존 PHC말뚝의 지지력과는 차이를 보였으므로, 주열식으로 시공된 PHC-W말뚝의 선단지지력 산정식을 제안하였다. 풍화암에 근입된 PHC-W말뚝의 단위극한선단지지력 산정식으로 주열식 군PHC-W말뚝과 단일PHC-W말뚝에서 각각 $q_b=6.8N_b$와 $q_b=13.3N_b$로 제안할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권1호
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• pp.31-44
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• 1993

말뚝이 설치되는 동안과 하중이 재하되는 동안에 유발되는 관내토의 거동과 관내토가 개단 말뚝의 지지력에 미치는 영향, 그리고 관내토의 하중전이 메카니즘 등을 알아보기 위하여, 개단말뚝의 단면부에 작용하는 지지력과 관내토에 의한 지지력 및 외주면마찰력을 분리하여 측정할 수 있도록 제작된 모형 개단강관말뚝과 압력조절이 가능한 토조를 이용하여 모래지반을 대상으로한 모형말뚝실험을 실시하였다. 실험결과로부터, 개단말뚝의 폐색정도는 폐색길이비(PLR)보다는 특정회수율(${\gamma}$)에 의하여 더 정화히 성의될 수 리음을 알 수 있으며, 내주면마찰력의 대부분은 말뚝 선단부로부터 말뚝내경의 3배까지의 영역에 존재하는 관내토에 의하여 발생되는 것으로 나타났다. 또한 전체 지지력에서 내주면마찰력이 차지하는 비율은 외주면마찰력이 차지하는 비율보다 상당히 크기 때문에, 개단말쪽의 지지력 산정시 내주면마찰력은 필수적으로 고려되어야 한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.379-385
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• 2013

본 연구에서는 IGM 구간에서 주면마찰력을 활용하여 지지력을 확보하기 위해 선단부에만 부분적으로 현장타설말뚝을 시험시공하고 IGM 이론의 적용성을 분석하였다. 시험시공 현장의 지반조사와, 교란여부, 거칠기 상태를 측정하여 IGM 이론 적용을 위한 지반특성을 점성, 비교란, 매끄러운 상태로 분석하였다. 또한, 정재하시험 및 하중전이시험을 통해 허용지지력과 심도별 주면마찰력을 산정한 결과, 주면마찰력은 심도가 깊어질수록, 기준침하량이 클수록 증가하는 것으로 평가되었으며, 심도와 매우 높은 상관성을 보였다. 일축압축강도($q_u$)는 점성 IGM에서 가장 중요한 변수이나, 화강풍화암 구간에서 직접 측정이 불가능하므로 정재하시험 및 하중전이시험 결과와 N값을 이용하여 $q_u$값을 얻을 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.45-51
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• 2005

말뚝을 설계함에 있어 극한지지력을 산정하는 것만으로는 말뚝의 장기 거동에 있어서의 하중분포를 고려할 수 없으므로 재하시험시 변형률계나 응력계를 사용하여 말뚝의 하중 재하에 따른 주면저항(the shaft resistance)의 분포를 측정하고 있다. 그러나 대부분의 재하시험시 하중이 '0'일 때를 'zero time'으로 하여 계측기의 값을 읽는 'zero reading'을 가정함으로써 현장타설말뚝이나 항타말뚝의 시공시 발생된 잔류응력(the residual stress 또는 the residual load)을 무시하고 있다. 이러한 'zero reading'의 가정은 말뚝 시공시 발생하는 말뚝 하방향으로의 부주면마찰력인 잔류응력을 고려하지 않으므로 실제 말뚝주면의 하중분포와는 다른 결과를 보이게 된다. 본 연구에서는 현장에 시험시공된 현장타설말뚝에 대하여 정재하시험을 수행하였고, 말뚝 주면의 하중분포 측정시 변형률계를 사용하여 콘크리트 타설 직후부터 계측을 실시함으로써 말뚝 시공에 따른 잔류응력을 측정하였다. 그 결과, 잔류응력이 고려된 경우는 초기에 부의 응력상태를 보이나 하중이 재하됨에 따라 부주면마찰력이 극복되면서 양의 주면마찰력으로 전환됨을 알 수 있었으나, 'zero reading'의 경우는 양의 주면마찰력 만을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권12호
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• pp.51-61
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• 2014

연구에서는 사질토 지반에서 개단말뚝의 지지력에 영향을 미치는 폐색효과를 조사하기 위하여 현장재하시험을 수행하였다. 현장재하시험은 직경이 다른 총 3본의 시험말뚝(508.0, 711.2, 914.4mm)을 제작하여 각각 동재하시험과 정재하시험을 실시하였다. 내주면마찰력과 외주면마찰력을 분리 측정하기 위하여 시험말뚝을 이중관으로 제작하였고, 외부말뚝의 안쪽과 내부말뚝의 바깥쪽 표면에 변형률계를 부착하였다. 정재하시험 결과, 내주면마찰력은 선단부로부터 총 관내토 길이의 약 18-34%의 부근에서 집중적으로 발생하였고, 이를 통해 말뚝 선단부근의 관내토가 내주면마찰력 발현에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝직경이 클수록 전체지지력에 대한 내주면마찰력과 순단면적의 선단지지력의 합의 비가 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 말뚝의 폐색율을 정량화하기 위해 시험말뚝의 incremental filling ratio(IFR)를 측정하여 분석한 결과, SPT의 N값과 상관관계가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.107-114
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• 2003

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 쇄석다짐말뚝에 대한 정재하시험을 수행하였으며, 쇄석다짐말뚝과 연약지반의 응력분담비를 규명하고 성능을 평가하였다. 임의 압력에서 치환율이 증가할수록 침하량이 작아지는 경향을 보였다. 치환율 20%일 때의 항복압력은 치환율 30%, 40%일 때 보다 작았다. 치환율 30%와 40%일 때의 항복응력과 침하량은 비슷하였다. 응력분담비는 1.7∼-3.0의 범위에 있었으며, 치환율이 증가할수록 응력분담비가 증가하는 경향을 보이고 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권1호
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• pp.1-11
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• 2023

A growing trend of utilizing helical piles for soft soil strata to support infrastructure projects is currently observed in Saemangeum, South Korea. Recognized mainly due to its ease of installation and reusability proves to be far more superior compared to other foundation types in terms of sustainability. This study applies modified p-y springs to characterize the behavior of a laterally loaded helical pile with a shaft diameter of 89.1 mm affixed with 3 helices evenly spaced along its embedded length of 2.5 m. Geotechnical soil properties are correlated from CPT data near the test bed vicinity and strain gauges mounted on the shaft surface. A modification factor is applied on the p-y springs to adjust the simulated data and match it to the bending moment, soil resistance and deflection values from the strain gauge measurements. The predicted lateral behavior of the helical pile through the numerical analysis method shows fairly good agreement to the recorded field test results.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.59-66
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• 2004

본 연구에서는 연직말뚝과 경사말뚝에 대하여 모형실험과 수치해석을 실시하여 경사말뚝의 거동 특성을 분석하였다. 상대밀도 79%인 모래지반에 경사각도 0$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$의 강관말뚝을 항타 관입하여 하중재하실험을 실시하였고, 상용 유한요소 프로그램인 PENTAGON 3D를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 모형실험에 의한 경사말뚝의 축방향 지지 력은 경사각도가 $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$에서 연직말뚝에 비하여 111, 95, 81%로 나타났고, 수치해석의 결과도 다소 차이는 있지만 비슷하게 나타났다. 그러나 Petrasovits & Award의 결과는 경사각 $10^{\circ}$에서 모형실험 결과와 유사하지만, 경사각 20$^{\circ}$와 30$^{\circ}$에서는 모형실험결과를 과대평가하였다. 경사각도에 따른 주면마찰력과 선단하중은 모형실험과 수치해석 모두 $10^{\circ}$경사에서 최대값을 나타낸 후, 경사각도가 증가함에 따라 감소하였고, 전체하중에서 주면마찰력과 선단하중의 구성비율은 경사각도에 관계없이 거의 비슷하게 나타났다.