• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.97-110
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• 2019

해상풍력 구조물을 지지하는 말뚝기초는 바람, 파랑, 조류 등에 의한 횡방향 반복하중을 지배적으로 받는다. 해상풍력 구조물의 안정적인 성능확보를 위해서 횡방향 반복하중을 받는 말뚝기초의 지지거동을 적절히 평가해 설계에 적용할 필요가 있으며, 말뚝 및 지반을 각각 탄성빔과 비선형 스프링으로 가정하는 p-y 곡선방법이 가장 널리 활용되고 있다. 본 연구에서는 조밀한 포화 실트질 모래지반에 설치되어 횡방향 반복하중을 받는 말뚝기초의 p-y 거동을 평가하기 위해서, 1g 모형말뚝시험을 수행했다. 모형시험 결과, 말뚝에 횡방향 반복하중 재하 시 p-y 곡선의 강성(초기기울기 및 최대지반반력)이 점차 감소했다. p-y 곡선의 강성감소는 반복하중의 크기가 크고 지표면에 가까운 위치에서 더 명확하게 나타났는데, 상기조건에서 말뚝 주변지반의 교란효과가 크게 발생해 지반의 지지능력이 더욱 크게 감소했기 때문이다. 모형시험 결과를 활용해 조밀한 포화 실트질 모래지반에 설치되어 횡방향 반복하중을 받는 말뚝기초의 p-y 곡선을 제안했다. 등가정적해석을 통해 예측된 말뚝거동을 모형시험결과와 비교한 결과, 제안된 식을 통해 비교적 조밀하고 포화된 실트질 모래지반에서 반복하중을 받는 말뚝의 횡방향 지지거동을 적절히 평가할 수 있음을 확인했다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.141-147
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• 2007

말뚝의 동적 응답 해석을 위한 다양한 방법들이 개발되어 있으며, 이 중에서 비선형 스프링, p-y 곡선을 이용하여 지반-말뚝 상호작용을 고려하는 방법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 현재 사용되는 동적 p-y 곡선은 정적 또는 주기 하중에 의한 횡방향 재하 시험에 의해 개발되었다. 또한, p-y 곡선에 scaling factor를 도입하여 액상화에 의한 지반-말뚝 상호작용의 영향을 모사하고자 하는 시도가 이루어져 왔으나, 지금까지 정확한 scaling factor를 산정하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 Ig 진동대 실험으로부터 구한 말뚝 주변 지반의 과잉간극수압과 지반-말뚝 시스템의 고유진동수 관계 및 수치해석으로부터 구한 말뚝 주변 지반의 탄성계수의 변화와 지반-말뚝 시스템의 고유진동수 관계로부터, 말뚝 주변 지반의 탄성계수의 변화로 표현되는 p-y 곡선의 scaling factor를 구하였다. 그 결과, scaling factor는 과잉간극수압비에 따른 지수 함수의 형태로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권10호
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• pp.35-41
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• 2018

구조물을 지지하는 말뚝기초에 대한 내진설계 시 안정을 위해 지반-기초-구조물의 동적 상호작용이 반드시 고려되어야 한다. 말뚝기초의 내진설계에 정적 및 반복하중 조건에서 제안된 p-y 곡선이 이용되고 있다. 이 p-y 곡선은 지진과 같은 동하중 조건에서 지반-기초-구조물의 상호작용이 고려되지 않았기 때문에 내진설계에 적용하기 어렵다. 이에 지반-기초-구조물의 동적 상호작용을 고려한 동적 p-y 곡선에 관한 연구가 수행되었으나 공통된 조건으로 말뚝 캡이 지표면 위에 노출되어 있고, 상부구조물은 단순 중량으로 말뚝 캡에 추가하여 동적 p-y 곡선을 확인하였다. 그러나 해양구조물인 경우를 제외한 보편적인 무리말뚝의 경우 지반에 근입하여 시공됨에 따라 말뚝 캡의 근입 여부가 말뚝의 동적 p-y 곡선에 영향을 미칠 것으로 보인다. 이에 본 연구에서는 말뚝 캡의 지반 근입에 따른 무리말뚝의 동적거동을 확인하기 위해 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 무리말뚝의 말뚝 캡이 지반에 근입된 경우와 근입되지 않은 경우의 동적거동은 다르게 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.611-618
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• 2005

In this research, the effect of rock mass weathering on the side shear resistance of drilled shaft socketed into weathered rock was investigated. For that, a database of 23 cast-in-place concrete piles with diameters varying from 400mm to 1,500mm were socketed into weathered igneous/meta-igneous rock at four different sites. The static axial load tests were performed to examine the resistant behavior of the piles, and a comprehensive field/laboratory testing program at the field test site was also performed to describe the in situ rock mass conditions quantitatively. No correlation was found between the compressive strengths of intact rock and the side shear resistance of weathered/soft rock. The ground investigation data regarding the rock mass conditions (e.g. $E_m,\;E_{ur},\;_{plm}$, RMR, RQD, j) was found to be highly correlated with the side shear resistance, showing the coefficients of correlation greater than 0.7 in most cases. Additionally, the applicability of existing methods for the side shear resistance of piles in rock was verified by comparison with the field test data. The existing empirical relations between the compressive strength of intact rock and the side shear resistance(Horvath (1982), Rowe & Armitage(1987) etc.) appeared to overestimated the side shear resistance of all piles tested in this research unless additional consideration on the effect of rock mass weathering or fracturing was applied. The existing methods which consider the effect of rock mass condition were modified and/or extended for weathered rock mass where mass factor j is lower than 0.1, and RQD is below 50%.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권1호
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• pp.25-41
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• 2024

The measurement of pile bearing capacity is crucial for the design of pile foundations, where in-situ tests could be costly and time needed. The primary objective of this research was to investigate the potential use of fuzzy-based techniques to anticipate the maximum weight that concrete driven piles might bear. Despite the existence of several suggested designs, there is a scarcity of specialized studies on the exploration of adaptive neuro-fuzzy inference systems (ANFIS) for the estimation of pile bearing capacity. This paper presents the introduction and validation of a novel technique that integrates the fire hawk optimizer (FHO) and equilibrium optimizer (EO) with the ANFIS, referred to as ANFIS_FHO and ANFIS_EO, respectively. A comprehensive compilation of 472 static load test results for driven piles was located within the database. The recommended framework was built, validated, and tested using the training set (70%), validation set (15%), and testing set (15%) of the dataset, accordingly. Moreover, the sensitivity analysis is performed in order to determine the impact of each input on the output. The results show that ANFIS_FHO and ANFIS_EO both have amazing potential for precisely calculating pile bearing capacity. The R² values obtained for ANFIS_FHO were 0.9817, 0.9753, and 0.9823 for the training, validating, and testing phases. The findings of the examination of uncertainty showed that the ANFIS_FHO system had less uncertainty than the ANFIS_EO model. The research found that the ANFIS_FHO model provides a more satisfactory estimation of the bearing capacity of concrete driven piles when considering various performance evaluations and comparing it with existing literature.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.7-13
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• 2019

현장타설말뚝인 경우에 연암 소켓부의 단위주면마찰응력을 산정하는 방법 중 벽면 거칠기에 의한 산정 방법이 있다. 이 방법은 현장타설말뚝을 시공하기 위한 굴착 단계에서 거칠기 측정 장치를 굴착공에 설치하여 암반 벽면의 거칠기 양상을 측정하여 주면마찰력을 산정하는 것이다. 본 연구에서는 현장타설말뚝의 암반 소켓부 벽면의 거칠기 양상을 천공홀에서 직접 측정하였으며 그 결과를 이용하여 암반의 주면마찰력 특성을 파악하고자 한다. 그리고, 거칠기 시험 결과를 검증하기 위하여 동일 말뚝에 정재하시험 및 하중전이시험을 수행하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제13권3호
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• pp.243-254
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• 2022

Reinforced concrete (RC) deep beams are critical structural elements used in offshore pile caps, rectangular cross-section water tanks, silo structures, transfer beams in high-rise buildings, and bent caps. As a result of the low shear span ratio to effective depth (a/d) in deep beams, arch action occurs, which leads to shear failure. Several studies have been carried out to improve the shear resistance of RC deep beams and avoid brittle fracture behavior in recent years. This study was performed to investigate the behavior of RC deep beams numerically and experimentally with different reinforcement arrangements. Deep beams with four different reinforcement arrangements were produced and tested under monotonic static loading in the study's scope. The horizontal and vertical shear reinforcement members were changed in the test specimens to obtain the effects of different reinforcement arrangements. However, the rebars used for tension and the vertical shear reinforcement ratio were constant. In addition, the behavior of each deep beam was obtained numerically with commercial finite element analysis (FEA) software ABAQUS, and the findings were compared with the experimental results. The results showed that the reinforcements placed diagonally significantly increased the load-carrying and energy absorption capacities of RC deep beams. Moreover, an apparent plastic plateau was seen in the load-displacement curves of these test specimens in question (DE-2 and DE-3). This finding also indicated that diagonally located reinforcements improve displacement ductility. Also, the numerical results showed that the FEM method could be used to accurately predict RC deep beams'behavior with different reinforcement arrangements.

• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.75-85
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• 2006

The project comprised the construction of the new oil pier and associated topside facilities and demolition of exiting south pier. The site is located approximately 33km south of Kuwait city at MAA refinery. The approach trestle and berth structures of the new oil pier were designed to be supported by steel tubular piles Total 2,480 numbers of piles(795 piles at Approach Trestle, 1187 piles at Berth 1 -4 and 498 piles at Berth 5-6) had to be driven through the calcareous silty sand In this study, the design procedures for offshore steel pipe piles, evaluation for the compression and tension capacities by static and dynamic load test and effective driving criteria by the final set values are discussed

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.316-322
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• 2009

본 연구는 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating, FBG)센서를 이용하여 캔틸레버의 수직 처짐을 산정하고 이를 통하여 횡방향 하중을 받는 말뚝기초 거동 분석을 위한 사전연구를 수행하는데 목적이 있다. 말뚝기초를 모형화한 길이 1.7 m의 정방 중공 형강 내민보를 실험실에 설치하고 실험체 측면의 상하부 표면에 4개의 센서로 다중화 된 2쌍의 FBG 센서를 설치하였다. 결과 비교를 위해 FBG 센서가 설치된 동일 위치에 전기식 게이지를 설치하였다. 하중은 고정 단에서 1.47m 지점에 엑츄에이터를 통한 변위 제어 방법으로 재하 하였다. 실험을 통해 측정된 FBG 센서의 파장변화로부터 변형률과 곡률을 산정하였고 기하학적 처짐-곡률관계와 회귀분석을 통하여 처짐을 유추하였다. FBG 센서를 통해 산정된 변형률과 처짐을 각각 전기식 게이지의 변형률 측정값, 이론 처짐값과 비교분석 하였다. 측정된 FBG 센서와 전기식 게이지의 변형률은 근사한 결과를 나타내었으며, 이론적으로 산출한 처짐과 FBG 센서로부터 도출한 처짐도 우수한 상관관계를 보였다. 실험결과를 통하여 FBG 센서를 도입한 말뚝 기초 거동분석을 성공적으로 이루어내기 위해서는 FBG 센서로 측정 가능한 한계 변위의 산정 및 증대 방안이 필요하며, 센서 오작동시 대처 방법에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.