• 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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• 제38권4호
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• pp.33-45
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• 2022

본 논문에서는 연약지반개량을 위해 활용되고 있는 다짐말뚝공법 시공 시 발생하는 공극 막힘을 규명하고자 일련의 축소모형실험을 수행하였다. 다짐말뚝 타설 시 Air-jet에 의한 골재 압출 공정 과정에서 점토-골재 복합지반 사이에 상당한 압력이 재하 되어 소산되는 과정에서 공극 막힘이 심화되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 다짐말뚝이 시공된 연약지반을 1차원 점토-골재 복합지반으로 모사하고 양단경계에 시공 시 발생하는 압력 차이를 재하하는 실험시스템을 개발하였다. 개발된 실험시스템을 이용하여 다짐말뚝 시공 조건에서 발생하는 공극 막힘의 메커니즘을 규명하고자 하였다. 본 연구에서는 쇄석과 공극 막힘 현상을 개선하기 위해 제안된 입도조정골재에 대하여 압력재하실험을 수행하여 재료에 따른 공극 막힘을 비교하였다. 실험 결과, 압력 조건에 따른 쇄석과 입도조정골재의 점토 혼입 메커니즘을 관찰하고, 점토-골재 복합지반으로의 유입과 유출 유량의 측정을 통하여 통수능을 비교·분석하였다. 다짐말뚝의 시공 조건에서는 일반적인 공극 막힘 형태인 Blinding과 Blocking현상이 관측되었고, 이에 더하여 Infiltrating현상이 새롭게 발견되었다. 또한, 쇄석은 Blinding, Blocking과 Infiltrating 현상이 모두 관찰되었으나, 입도조정골재는 Blinding현상만이 관측되어, 공극 막힘이 거의 발생하지 않아, 쇄석에 비하여 배수성능이 우수하게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.519-529
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• 2009

복합소재는 화학적, 역학적인 면에서 여러 장점을 가지고 있다. 피로 저항성과 화학적 저항성이 높을 뿐 아니라, 비강도, 비강성 등이 높아서 높은 감쇠 특성을 보인다. 항만 구조물에 사용되는 파일은 압축 뿐만 아니라 휨을 받기도 하므로 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 대구경을 포함하는 콘크리트 충전 유리섬유 복합소재 파일의 압축 거동 혹은 휨-압축 거동을 분석한다. 지름 및 길이가 서로 다른 25개의 실험 파일을 제작하는데, 시편의 복합소재 튜브 내경은 165 mm에서 600 mm에 이르고, 길이는 1,350 mm에서 8,000 mm에 이른다. 수적층 및 필라멘트 와인딩 성형 공법을 모두 사용하여 튜브를 제작하여 적층의 구조가 미치는 차이를 알아보았다. 충전 콘크리트의 강도로는 27 MPa과 40 MPa를 사용하였다. 축방향 및 원주방향의 섬유의 부피비에 변화를 주어 각각의 영향을 분석하였고, 일부 시편에는 나선형 홈을 튜브 안쪽에 성형하여 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 줄이는데 기여할 수 있는지 분석하였다. 실험결과를 보면, 직포만을 사용하여 수적층 성형 공법으로 파일을 제작하는 것보다 필라멘트 와인딩 성형 공법을 이용하여 제작하는 것이 휨강성을 높이는데 훨씬 유리하다. 나선형 홈을 성형해서 넣더라고 휨강성은 낮은 하중단계에서 부터 지속적으로 감소하는 경향을 보이는 것으로 보아, 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 완전히 억제하지는 못하는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1042-1050
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• 2008

In this study, SCP method was used by purpose to improve loose sand and soft clay that is drilled Sand Compaction Pile in underground. Settlement behavior of field analyzed through SCP method. When sand Compaction Pile drilled in clay, forming composite ground that foundation and Sand Compaction Pile behavior. According to SCP method can expect bearing capacity improvement, Settlement reduction, lateral flow protection. SCP increase the consolidation settlement of ground and it reduce settlement for that purpose increase liquefaction resistance, lateral Resistance. Because SCP had been widely used for sand. Area of Inchon-A by sand compose clay and silt to upper Ground and compose soft clay to under ground. After pre-loading, it measured settlement by extensometer and settlement extensometer that purpose of ground improvement with 13% in replacement ratio. The result analyzed settlement behavior is similar to Multi-layered Ground that it happened to elastic settlement at upper ground and to consolidation settlement at under ground.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.362-371
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• 2006

The behaviour characteristics of Granular Compaction Pile(GCP) are mainly governed by the lateral confining pressure mobilized in the matrix soft soil to restrain the bulging failure of the granular compaction pile. The GCP method is most effective in soft soil with untrained shear strength ranging from $15\sim50\;kPa$. However, the efficiency of this method is falling down in the more compressible soil conditions, which does not provide sufficient lateral confinement. In the present study, the GCP method reinforced with uniformly graded permissible concrete is suggested for the extension of application to the soft ground. Also, large triaxial compression tests are conducted on composite- reinforced soil samples for verification of availability of the suggested method and the settlement estimation method of the reinforced GCP is proposed. Further, for the verification of a validity of the proposed method, predicted settlements are compared with results of numerical analyses. Tn addition, parametric studies are performed together with detailed analyses of relevant design parameters.

• 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.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권3호
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• pp.315-324
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• 2016

Frictional forces between soil and structural elements are of vital importance for the foundation engineering. Although numerous studies were performed about the soil-structure interaction in recent years, the approximate relations proposed in the first half of the 20th century are still used to determine the frictional forces. Throughout history, wood was often used as friction piles. Steel has started to be used in the last century. Today, alternatively these materials, FRP (fiber-reinforced polymer) piles are used extensively due to they can serve for long years under harsh environmental conditions. In this study, various ratios of low plasticity clays (CL) were added to the sand soil and compacted to standard Proctor density. Thus, soils with various internal friction angles (${\phi}$) were obtained. The skin friction angles (${\delta}$) of these soils with FRP, which is a composite material, steel (st37) and wood (pine) were determined by performing interface shear tests (IST). Based on the data obtained from the test results, a chart was proposed, which engineers can use in pile design. By means of this chart, the skin friction angles of the soils, of which only the internal friction angles are known, with FRP, steel and wood materials can be determined easily.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.8-16
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• 2023

이 연구에서는 흙막이용 CIP(cast in placed pile)를 영구적인 지하외벽으로 활용하기 위해 제시한 CSB(confined socket bolt) 전단연결재의 전단 성능을 평가하였다. CSB 전단 성능 평가를 위한 푸쉬아웃(push-out) 실험의 주요 변수는 CIP의 종류, CSB 전단연결재 종류, L/d, 무근 콘크리트, 방수재 및 철근콘크리트 말뚝의 압축강도로 설정하였다. 실험결과, H-형강 말뚝 실험체들의 파괴모드는 모두 CSB 전단연결재 파단에 의해 지배되었다. 철근콘크리트 말뚝 실험체들의 파괴모드는 철근콘크리트 말뚝의 압축강도가 증가할수록 콘크리트의 파괴보다 CSB 전단연결재의 파단에 의해 지배되었다. 고강도 볼트 및 이형철근의 CSB 전단연결재 실험체의 최대 내력은 일반강도 볼트의 CSB 전단연결재 실험체에 비해 H-형강 말뚝의 경우 약 1.22배 및 1.20배 높았으며, 철근콘크리트 말뚝의 경우 약 1.10배 및 1.16배 높았다. 그리고 푸쉬아웃 실험에서 최대 내력은 CSB 전단연결재의 길이 및 철근 중첩에 대한 영향이 미미하였다. KDS 기준에 의해 산정된 전단내력은 실험결과를 안전측으로 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권4호
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• pp.731-748
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• 2016

Pile-to-pilecap connection performance is important as Integral abutment bridges (IABs) have no expansion joints and their flexible weak-axis oriented supporting piles take the role of the expansion joint. This connection may govern the bridge strength and the performance against various lateral loads. The intention of this study is to identify crack propagation patterns when the pile-to-pilecap connection is subjected to lateral loadings and to propose novel connections for improved performance under lateral loadings. In this study, eight different types of connections were developed and modeled, using Abaqus 6.12 to evaluate performances. Three types were developed by strengthening the connections using rebar or steel tube: (i) PennDOT specification; (ii) Spiral rebar; and (iii) HSS tube. Other types were developed by softening the connections using shape modifications: (i) cylindrical hole; (ii) reduced flange; (iii) removed flange; (iv) extended hole; and (v) slot hole connection types. The connections using the PennDOT specification, HSS tube, and cylindrical hole were shown to be ineffective in the prevention of cracks, resulting in lower structural capacities under the lateral load compared to other types. The other developed connections successfully delayed or arrested the concrete crack initiations and propagations. Among the successful connection types, the spiral rebar connection allowed a relatively larger reaction force, which can damage the superstructure of the IABs. Other softened connections performed better in terms of minimized reaction forces and crack prevention.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.39-47
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• 2004

모래다짐말뚝(sand compaction pile)공법은 연약지반에 모래말뚝을 다져 시공하는 지반개량공법으로 최근 우리나라에서 많이 사용되고 있다. 모래다짐말뚝이 시공된 지반의 지지력을 산정하는 공식은 여러 개가 있으나 대부분 모래다 짐말뚝의 치환율은 고려하지 않고 있다. 이 연구에서는 20, 30% 및 40%의 치환율로 복합지반을 무리형태로 조성하여 원심력 압밀시험기를 이용하여 압밀시킨 후, 재하시험을 실시하여 모래다짐말뚝이 시공된 지반의 지지력 특성을 파악하는 모형시험을 수행하였다. 또한, 치환율을 고려한 복합지반의 지지력을 구하기 위해서 치환율에 따라 가중평균하여 지지력을 구할 수 있는 식을 제시하였으며 그에 대한 적용성을 검토하기 위해서 시험결과와 제안 식에 의한 복합지반의 지지력을 비교 검토하였다.