• 한국지반공학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.5-14
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• 2023

말뚝이 근입된 지반의 융기는 말뚝에 추가적인 상향 주면 마찰력을 발생시켜 말뚝의 안정성을 저해할 수 있다. 본 연구에서는 말뚝의 일부에 지반 변형에 능동적으로 대응 가능한 부재가 삽입되어 말뚝에 작용하는 상향 주면 마찰력을 감소시킬 수 있는 새로운 말뚝 기초 양식을 제안하였다. 제안된 말뚝의 실효성을 검증하기 위하여 지반 변형 대응 부재로서 유압 실린더가 적용된 말뚝을 설계 및 제작하였다. 일반 말뚝과 제안된 말뚝을 대상으로 지반 융기 모사 실험을 수행하여 선단 하중, 주면 마찰력과 지반 변형 대응 부재의 팽창량에 따른 선단 하중의 변화를 분석하였다. 실험 결과, 매우 적은 양의 실린더 부재의 팽창에도 말뚝에 작용하는 인발 마찰력이 완전히 상쇄되며 이에 따라 선단 하중이 증가하였다. 그러나 실린더 부재의 과도한 팽창은 상향 마찰력의 감소를 넘어 부주면 마찰력을 발생시키므로 지반 팽창량 및 말뚝의 허용 변위를 고려한 적절한 지반 변형 대응 부재의 팽챵량 산정이 필요하다.

• 토지주택연구
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• 제4권3호
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• pp.271-277
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• 2013

수평하중을 받는 말뚝의 거동 예측에는 일반적으로 비선형 p-y 곡선을 이용한 BNWF(Beam on Nonlinear Winkler Foundation) 해석법이 주로 사용된다. BNWF 해석법은 다양한 사례를 통하여 정확성이 입증된 반면 군말뚝의 경우 p-multiplier를 사용해야 하는 단점을 가지고 있다. 이와같은 단점은 유한요소 또는 차분법의 사용으로 해결할 수 있다. 이 방법 적용 시, 지반과 말뚝은 솔리드 요소로 모델링된다. 하지만, 말뚝을 솔리드 요소로 모사하게 되면 회전 자유도가 없어 정확성이 감소하며 이를 극복하기 위해서는 요소의 크기를 현저하게 감소시켜야 하지만 3D 해석에서 요소 수의 증가는 막대한 연산시간이 요구되므로 적용에 문제가 있다. 본 연구에서는 이와 같은 단점을 극복하는 빔요소와 Rigid 링크를 이용한 말뚝 모델링 방법을 구축하였으며 이의 적용성을 현장시험결과와 BNWF의 비교를 통하여 검증하였다. 사용된 해석 프로그램은 지진공학용으로 개발된 OpenSees이다. 비교 결과, 빔요소와 Rigid 링크를 이용한 방법은 비교적 정확하게 현장시험결과와 일치하는 것을 확인하였다. 추후 이 방법은 군말뚝의 해석에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권7호
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• pp.23-33
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• 2015

본 연구는 차수가 요구되는 현장에 Sheet Pile을 적용하려고 하나 풍화암 등의 지반조건으로 인해 항타관입성의 제한이 있을 때 H-Pile로 보강된 Sheet Pile 흙막이 벽체를 적용하기 위한 수치해석 연구이다. Sheet Pile을 H-Pile로 보강한 S/H 복합파일의 거동을 규명하기 위하여 Sheet Pile의 규격 2종류와 H-Pile 3종류의 부재조건 변화, Sheet Pile과 H-Pile의 설치 근입심도 변화, H-Pile의 설치간격, 굴착조건 등을 변화시킨 101개의 경우에 대해 광범위한 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과, Sheet Pile SP-IIIA와 H-Pile H250, Sheet Pile SP-IV와 H-Pile H350의 조합에서 두 부재가 동시에 허용응력에 도달하거나 같은 응력비를 갖는 것으로 나타나 이 기성제품 조합이 효율적임을 알 수 있었으며, S/H 복합파일의 강성이 증가할수록 벽체의 수평변위가 감소하였고 S/H 복합파일 중 Sheet Pile의 근입심도가 안정성에 미치는 영향은 작은 것으로 나타나 Sheet Pile은 지지층 내 관입이 가능한 위치까지만 설치하여도 차수 및 벽체강성 증가의 목적을 달성할 수 있을 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.123-131
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• 2006

지진 시 액상화에 의한 지반흐름은 말뚝파괴에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 실제로 충분히 큰 정적 안전율을 갖도록 설계된 말뚝이 지진 시 좌굴에 의해 파괴되는 사례가 빈번히 발생하였다. 본 연구에서는 1-g 진동대 실험을 통해 액상화 지반에 근입된 말뚝의 좌굴에 의한 파괴거동을 분석하였다. 실험 결과, 좌굴하중에 근접한 연직하중을 받고 있는 말뚝은 지반의 액상화 발생 시 좌굴에 의해 쉽게 파괴될 수 있으며 액상화에 의한 지반흐름이 발생할 경우, 말뚝의 횡방향 변형이 증가하면서 좌굴파괴하중이 감소함을 알 수 있었다. 또한 파괴된 말뚝을 꺼내어 관찰한 결과, 액상화가 발생한 후라도 지반에 구속압이 존재하여 Euler 좌굴현상과 다르게 말뚝 하부가 아닌 중간위치에서 말뚝파괴가 발생하였으며 지반경사가 급해질수록 지반흐름에 의한 파괴 위치가 점점 말뚝하부로 낮아짐을 볼 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.167-185
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• 1999

수평거동의 특성을 파악하기 위하여 일련의 연속된 모형실험을 수행하였다. 본 논문은 균질 및 비균질의 사질토 지반에서 항타 시공된 단일 강성말뚝의 수평거동에 대한 모형실험 결과들을 고찰하였다. 본 연구의 목적은 말뚝의 수평거동 특성에 대한 말뚝 시공상태(Driven & Embedded), 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 두께비(H/L), 그리고 지반반력 계수비의 영향에 관하여 실험 적인 연구를 수행하였다. 모형실험 결과들에 의하면, 수평거동은 비균질 지반에서 항타 에너지에 상당히 의존하고 있다. 즉, H/L=0.75의 경우 항타 에너지가 3배 증가에 의하여 매입말뚝에 대한 수평변위 감소율이 약 2.12배 정도 증가하였다. $E_{h1}/E_{h2}=5.56$인 비균질 지반에서 항타말뚝의 경우 수평변위의 감소에 대한 강성이 큰 상부층의 효과가 매입말뚝에 비하여 상당히 적게 작용하였다. 항타 진동으로 토립자의 재배열 현상으로 말뚝주변 지반 강성이 증가하고 이로 인하여 말뚝의 상대강성이 크게 증가하여 말뚝이 휨성말뚝과 비슷한 거동을 보였으며, 비균질 지반에서 항타 시공에 따른 최대 휨모멘트는 매입말뚝의 100 - 132%정도 크게 나타났다. 본 연구에서는 $y_D/y_E\; 와\; MBM_D/MBM_E$에 대한 수평하중과 H/L의 영향들을 모형실험 결과들로부터 실험식으로 제안하였다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.525-534
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• 2022

지반 내부에 설치된 시트파일(sheet pile)의 근입 심도 확인을 위해 두 종류의 탐사기법을 활용하여 조사를 수행하였다. 탄성파탐사 원리를 활용하여 지반을 통해 전달되는 P파의 이동 속도 및 3성분 운동방향 분석을 통해 근입 심도를 추정하였다. 또한 시추공내의 전극배열에 따른 겉보기 비저항을 측정하는 전기 검층의 원리를 활용하여 단극-단극(pole-pole) 방법과 단극-쌍극(pole-dipole) 방법으로 각각 분석하여 근입 심도를 추정하였다. 그 결과, P파 검층에서 근입 심도는 9.0 m (±1.5 m), 전기검층에서 근입 심도는 7.5 m로 확인되었다. 다양한 물질들이 지반 내부에 존재하는 현장의 특성 상 전기탐사의 노이즈가 적어 탐사에 적합한 것으로 판단된다.

• Coupled systems mechanics
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• 제5권1호
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• pp.41-58
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• 2016

The study deals with physical modeling of a typical building frame resting on pile raft foundation and embedded in cohesive soil mass using finite element based software ETABS. Both- the elements of superstructure and substructure (i.e., foundation) including soil is assumed to remain in elastic state at all the time. The raft is modelled as a thin plate and the pile and soils are treated as interactive springs. Both- the resistance of the piles as well as that of raft base - are incorporated into the model. Interactions between raft-soil-pile are computed. The proposed method makes it possible to solve the problems of uniformly and large non-uniformly arranged piled rafts in a time saving way using finite element based software ETABS. The effect of the various parameters of the pile raft foundation such as thickness of raft and pile diameter is evaluated on the response of superstructure. The response included the displacement at the top of the frame and bending moment in columns. The soil-structure interaction effect is found to increase displacement and increase the absolute maximum positive and negative moments. The effect of the soil- structure interaction is observed to be significant for the type of foundation and soil considered in the present study.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1132-1143
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• 2008

A single Column/Shaft which extended the pile to the column of the bridge with same diameter has better safety and economical profit, but it usually has larger lateral displacement due to lateral loads such as wind, earthquake, wave, etc. A series of horizontal pile load testing were performed to study the lateral behavior of single column/shaft with varying different free lengths and embedded pile lengths. Eight instrumented test piles were cast-in-placed by bonding strain gauges at certain locations on both faces of the pile to measure bending moment, from two-way loadings. Linear variable differential transformers(LVDTs) were installed to measure the lateral pile displacement. Based on this, it is found that the test single column/shaft with different free lengths shows different failure modes. If the test pile has a longer free length, the failure occurs at the near the ground surface, but the shorter one's failure occurs at the below the ground surface.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권6호
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• pp.503-511
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• 2020

This study evaluated the side resistance of drilled shafts socketed into rock sections. Commonly used analysis methods for side resistance of piles in rocks are examined by utilizing a large number of load test data. The analysis of the unit side resistance of pile foundations embedded into rock sections is based on an empirical coefficient (α) and the uniaxial compressive strength (q_u) or its root (${\sqrt{q_u}}$). The Davisson criterion was used to interpret the resistance capacity from the load test results to acquire the computed relationships. The α-${\sqrt{q_u}}$ relationship is proven to be reliable in the prediction of friction resistance. This study further analyzed the relationship by including the effect of rock quality designation (RQD) on the results. Analysis results showed that the analysis model of α-${\sqrt{q_u}}$-RQD provided better prediction and reliability considering the RQD classification. Based on these analyses, the side resistance of drilled shafts socked into rocks is provided with statistical data to support the analysis.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권1호
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• pp.87-97
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• 2014

In this study, the model tests were conducted on the short piles installed in sands under a horizontal pullout load to investigate their behavior characteristics. From the horizontal loading tests where dimensions of the pile diameter and length, and loading point were varied, the horizontal pullout resistance and the rotational and translational movement pattern of the pile were investigated. As a result, the horizontal pullout resistance of the pile embedded in sands was dependent on the pile length, diameter, loading point, etc. The ultimate horizontal pullout load tended to increase as the loading point (h/L) moved to the bottom from the top of the pile, regardless of the ratio between the pile length and diameter (L/D), reached the maximum value at the point of h/L = 0.75, and decreased afterwards. When the horizontal pullout load acted on the upper part above the middle of the pile, the pile rotated clockwise and moved to the pullout direction, and the pivot point of the pile was located at 150-360mm depth below the ground surface. On the other hand, when the horizontal pullout load acted on the lower part of the pile, the pile rotated counterclockwise and travelled horizontally, and the rotational angle was very small.