• Earthquakes and Structures
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• 제11권1호
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• pp.141-163
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• 2016

Fiber models have been developed and applied to various structural elements such as shear walls, beams and columns. Only scarcely have fiber models been applied to circular foundation systems such as cast in drilled holes shafts (CIDH). In pile foundations with constraint head boundary conditions, shear deformations can easily contribute to the lateral pile response. However, soil structure interaction formulations such as the p-y method, commonly used for lateral pile design, do not include structural shear deformations in its traditional derivation method. A fiber model that couples shear and axial-bending behavior, originally developed for wall elements was modified and validated on circular cross sections (columns) before being applied to a 0.61 m diameter reinforced concrete (RC) pile with fixed head boundary conditions. The analytical response was compared to measured test results of a fixed head test pile to investigate the possible impact of pile shear deformations on the displacement, shear, and moment profiles of the pile. Results showed that shear displacements and forces are not negligible and suggest that nonlinear shear deformations for RC piles should be considered for fixed-head or similar conditions. Appropriate sensor layout is recommended to capture shear deformation when deriving p-y curves from field measurements.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.430-440
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• 2009

Top-Base Foundation(TBF) was developed in Japan as a factory made concrete product. It is actively used in 6,000 sites by the end of 1980s in Japan and applied for a domestic patent in 1985. It is a shallow foundation whose effectiveness is proven by many relevant researchers and engineers. TBF was introduced to Korea in 1991 and has been applied mainly to architectural structures to date. Currently, the effectiveness in bearing capacity and settlement of TBF is being underestimated for civil engineering structures. Characteristics of Top-Base Foundation studied in Japan and Korea is known as follows: (1) as concrete part and crushed stone behave together, they perform the function of rigid mat; (2) the conical part and pile part of TBF disperses load by interaction with the crushed stone; (3) by preventing lateral strain and differential settlement on lower ground, it improves bearing capacity and constrains settlement at the same time. In Korea, it is used mostly in clayey soft grounds. The formula of bearing capacity and settlement of TBF suggested in Japan give the values of the underestimated. bearing capacity while its settlement is overestimated in comparison with the values measured from the field loading test. Therefore, in this study, the stress delivery mechanism of Top-Base Foundation developed in Japan and Floating Top Base developed in Korea is investigated through numerical analysis and laboratory model test.

• 동력기계공학회지
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• 제18권4호
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• pp.78-84
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• 2014

The estimation of deformation and strain for the twill-weave carbon fiber reinforced plastic composite(CFRP) during the test with a digital image correlation system were implemented experimentally. The carbon fiber reinforced plastic composites have been developed as the edge technology materials. The plain, twill and satin weave types are commonly used for the CFRP composites. Thus, it is essential to find the deformation characteristics for those types of CFRP more easily. Especially the DIC method can express the visual strain distributions at the full range of the interested areas in the structures. In this study, the mechanical properties of twill-weave CFRP composite and the variation of strains in a full field of the specimen were estimated. The experiments were performed under a tensile loading and 3-point bending test with strain gages. Futhermore the DIC deformation results were estimated for the comparison. The results showed the deformation and strain contours visually well in all region of the interested areas and so usefulness for the safety control of the structures.

• Computers and Concrete
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• 제30권4호
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• pp.289-299
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• 2022

Based on the random cracking theory, the cylinder RVE model of reinforced concrete is established and the damage process is divided into three stages as the evolution of the cracks. The stress distribution along longitude direction of the concrete and the steel bar in the cylinder model are derived. The equivalent elastic modulus of the RVE are derived and the user-defined field variable subroutine (USDFLD) for the equivalent elastic modulus is well integrated into the ABAQUS. Regarding the tensile rebars and the concrete surrounding the rebars as the equivalent homogeneous transversely isotropic material, and the FEM analysis for the reinforced concrete beams is conducted with the USDFLD subroutine. Considering the concrete cracking and interfacial debonding, the macroscopic damage process of the reinforced concrete beam under four-point bending loading in the simulation. The volume fraction of rebar and the cracking degree are mainly discussed to reveal their influence on the macro-performance and they are calibrated with experimental results. Comparing with the bending experiment performed with 8 reinforced concrete beams, the bending stiffness of the second stage and the ultimate load simulated are in good agreement with the experimental values, which verifies the effectiveness and the accuracy of the improved finite element method for reinforced concrete beam.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4588-4594
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• 2014

본 연구에서는 연약지반에서의 경량콘크리트포장을 적용할 때의 안전성 평가를 위해 실제 포장체 사이즈의 1/30으로 축소한 모형을 이용하여 모래지반에서 실험을 실시하였다. 모형토조를 이용하여 지반을 조성하였고, 표준 말뚝재하시험(완속재하시험방법)을 이용하였다. 수직하중이 적용되는 말뚝기초의 슬래브의 중심에서 가까운 순으로 Case A, Case B, Case C로 구분하였고, 각각의 말뚝의 간격은 8cm로 하였다. 말뚝기초 모형시험결과 사질토지반에서 수직하중을 1.5kg에서 12kg로 증가시킬 때 포장체가 전체적으로 침하하였고, 최대 침하량은 0.4mm로 측정되었다. Case A의 경우 압축력을 받는 것으로 나타났으며, Case B는 수직하중이 증가함에 따라 말뚝에 압축력과 함께 인장력도 같이 받는 것으로 보이며, Case C는 하중단계가 증가할수록 인장변형이 증가하는 경향을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.49-58
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• 2004

콘프레셔미터는 피에조콘 시험과 프레셔미터 시험을 동시에 수행할 수 있는 현장시험기로서 본 연구에서는 국내 점토지반에서 수행한 시험결과를 해석적으로 분석하였다. 콘프레셔미터 결과에 대한 이론적인 해는 흙이 비선형 거동을 하는 경우와 전단변형 중 체적변화가 발생하지 않는 경우에 대하여 해석적인 해가 존재한다. 이러한 해석적인 해로부터 콘프레셔미터의 결과중 하중 재하구간과 제하구간에 대해 Curve Fitting 방법을 사용한 콘프레셔미터 결과의 해석 방법을 제안하였다. 20개소의 현장에서 수행한 콘프레셔미터 결과 중 지반교란의 영향을 적게 받는 제하구간에 대하여 Curve Fitting 방법을 적용하여 점성토의 비배수 전단특성을 구하였다. 이렇게 구한 지반의 비배수 전단강도와 현장 Vane, 일축압축, 삼축압축 시험결과로부터 구한 지반의 비배수 전단강도를 서로 비교하여 콘프레셔미터 시험 결과로부터 Curve Fitting 방법을 통한 점성토 지반의 전단강도 특성파악의 적정성에 대해 평가하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.669-675
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• 2020

본 연구에서는 헬리컬파일의 지지력 특성 규명을 위하여 현장재하시험을 통하여 얻은 실측 지지력과 이론식에 의해 산정된 예측 지지력을 비교 분석하였다. 헬리컬파일은 중공형 축에 중공형 축보다 직경이 큰 하나 혹은 다수의 나선형 원판을 부착시킨 형상의 파일이다. 헬리컬파일은 굴삭기에 부착된 회전관입기를 사용하여 파일을 지반에 회전 관입시키기 때문에 항타와 굴착이 필요한 다른 말뚝에 비해 소음이 작고, 비교적 소형 장비로 시공이 가능하여 공간이 협소한 도심지에서도 시공이 용이하다. 최근 들어 헬리컬파일을 적용한 기초 공법의 설계와 시공이 많이 실시되고 있으나 헬리컬파일의 지지력에 관한 연구는 설계와 시공 사례에 비하여 아직 미진하다. 현장재하시험은 이음부, 헬리컬파일의 규격, 재하시험의 종류, 그라우팅 실시 여부를 변수로 총 10회 실시하였다. 이론식에 의한 말뚝의 예측 지지력은 Individual bearing method와 Cylindrical shear method을 통하여 산정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5C호
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• pp.155-162
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• 2011

연약 지반 개량 현장의 효율적 시공 관리를 위해 침하 계측 자료를 이용한 정확한 향후 침하 거동 예측은 매우 중요하다. 현재 침하 예측을 위해 침하 계측 자료를 이용한 침하 예측 방법들이 널리 활용되고 있으나, 이러한 방법들은 일정 성토고 조건에서만 적용이 가능하며, 실제 현장처럼 계측 결과에 따라 지속적인 성토 변화가 발생하는 경우 적용이 매우 어렵다. 본 연구에서는 성토 조건의 변화를 고려한 침하량 예측을 위해 침하 계측 자료를 이용한 침하 예측 결과와 복잡한 현장 조건을 단순화하기 위한 가정 조건을 기반으로 간단한 역해석을 통해 향후 침하량을 이론적으로 예측할 수 있는 기법을 제안하였다. 대형 압밀 시험 결과, 유한 차분 해석 결과, 현장 침하 계측 자료에 제안 방법을 적용한 결과, 제안 방법이 하중의 재제하 등 다양한 성토 변화 조건에서 침하 거동을 신뢰성 있게 모사하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권10호
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• pp.67-79
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• 2016

파형 마이크로파일은 기존 마이크로파일과 제트 그라우팅 공법을 접목하여 그라우트체를 파형의 형상으로 시공하는 공법으로, 파형 구근에 의한 마찰저항 성능을 높여 마이크로파일의 지지력 및 경제성을 개선하기 위해 개발되었다. 본 연구에서는 파형 마이크로파일의 시공 타당성 및 지지성능 개선 효과를 검증하기 위해 총 2회의 현장시험을 수행하였다. 파형 마이크로파일의 시공성 분석을 위해 제트 그라우팅 공법을 활용하여 시간 및 압력 조절을 통한 파형 그라우트 형성 실험을 수행하고 지중 말뚝 굴착을 통해 파형 형성 여부를 확인하였다. 확인 결과, 제트 그라우팅의 압력 및 시간 조절을 통해 파형 마이크로파일의 요구 형상을 적절히 시공할 수 있는 것을 확인하였으며, 하중재하시험 결과에서는 전단키가 없는 마이크로파일과 비교해 파형 마이크로파일의 지지력이 형상에 따라 1.4 배에서 2.3배까지 증가해 파형 마이크로파일의 지지력 개선효과가 우수한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4C호
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• pp.145-151
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• 2009

일반적으로 풍화암에 근입된 현장타설말뚝은 지지력이 매우 크므로 많은 경우에 설계하중만을 검증한 다음 극한하중을 확인하기 전에 재하시험을 종료한다. 그러나 만일 미완성 하중-침하 곡선으로부터 신뢰할 수 있는 극한하중의 예측이 가능하다면 설계의 질적인 향상뿐만 아니라 경제적인 면에서도 크게 기여를 할 수 있을 것이라고 생각된다. 본 연구의 목적은 극한하중을 얻지 못한 말뚝 재하시험의 하중-침하 곡선으로부터 외삽법을 이용하여 추정한 극한하중의 신뢰성 판단 방법을 제안 하는데 있다. 이를 위해 극한하중이 구해진 10본의 말뚝을 3개 현장에 걸쳐서 수집하였다. 그리고 이 10개의 하중-침하 곡선으로부터 Davisson 방법을 이용하여 구한 실제 계측 극한하중의 25%, 50%, 60%, 70%, 80%, 그리고 90%에 해당하는 하중-침하 곡선 자료만이 확보되었다고 가상하고 각각의 자료에 대하여 쌍곡선 방법으로 외삽한 다음, 극한하중을 새로이 결정하였다. 이렇게 결정된 외삽 극한하중의 신뢰성을 통계분석을 통하여 평가하였다. 그 결과, 확보하였다고 가상한 하중-침하 곡선의 최대 침하량 대 외삽 극한하중에서의 침하량 비가 0.6 이상인 경우, 외삽으로 예측한 극한하중은 실제 계측 극한하중보다 평균적으로 20% 이내에서 보수적인 값을 나타내었다. 또한, 항타말뚝의 정재하시험 자료에 대하여 본 논문에서 제안한 방법으로 분석하여 동일한 결과를 확인하였다.