• 한국지반공학회논문집
• /
• 제33권12호
• /
• pp.81-92
• /
• 2017

2013년 주택법 개정에 따라 최대 3개층까지 공동주택의 수직증축 리모델링 사업이 가능해졌다. 수직증축 리모델링은 추가하중으로 인한 구조 안전성 및 강화된 내진기준을 만족해야 하므로 기초보강을 필요로 하며, 말뚝 보강설계에서는 기존 말뚝과 보강 말뚝의 하중분담을 고려해야 한다. 말뚝의 하중분담을 계산하기 위해서는 말뚝의 수직 강성($K_v$)이 필요하지만, 20~30년 전에 설치된 PC 말뚝 강성에 대한 연구는 매우 미미한 실정이다. 본 논문에서는 1990년대 아파트 신축시 수행된 38건의 현장 말뚝재하 시험 결과를 검토하여, 직경 및 길이의 변화에 따른 PC말뚝의 강성을 분석하였다. 분석 결과 말뚝강성은 장경비(L/D)가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 현장 말뚝재하 시험결과를 도로교설계기준해설(2008) 및 한국철도시설공단 말뚝기초의 설계(2012)에서 제안하고 있는 말뚝강성 산정을 위한 계수 'a'와 비교하였다. 비교결과 10

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권10호
• /
• pp.147-160
• /
• 2008

본 논문에서는 국내 몇몇 시험현장에서 수행한 총 54회 단일앵커시험과 4회 실규모 앵커기초에 대한 결과를 제시하였다. 시험결과, 암반앵커의 인발에 대한 파괴메커니즘은 암종 및 암질, 근입깊이, 불연속면의 특성, 텐던의 강도 등에 영향을 받는 것으로 나타났다. 불량한 암반내 얕은 앵커의 경우(정착심도 1.0m 이하) 대부분 그라우트-암반 부착파괴로 나타났으나 이러한 경우에도 깊이를 증가시키면 암반파괴를 유도할 수 있다. 반면에, 얕은 앵커기초라 하더라도 암반상태가 좋으면 부착파괴가 아닌 암반파괴의 형태를 보인다. 한편 실내부착강도 시험결과는 표면부터 진행성파괴가 나타나며 점차 아래로 전파된다. 이때 측정된 텐던-그라우트 부착강도는 그라우트 일축압축강도의 약 $18{\sim}25%$로 나타났으며, 방식 쉬이스로 인한 부착강도의 감소는 보이지 않았다. 연구결과로부터 암반앵커시스템의 인발지지력을 지배하는 주요 파라메터를 결정하고 적용 암반의 분류기준을 제시하였으며, 최종적으로 인발에 대한 암반앵커기초의 지지력을 평가할 수 있는 간편화된 절차를 제안하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.21-31
• /
• 2014

최근 전 세계적으로 화석연료 고갈에 대비하여 신재생에너지에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 특히, 해상풍력발전기는 경제성 측면에서 매우 뛰어난 기술로 알려져 있다. 그런데, 해상 풍력발전기는 바람과 풍력 하중 때문에 저면에 큰 모멘트가 발생하므로 대구경 모노파일을 적용하는 것이 필요하다. 이 때, 대구경 말뚝을 경제적으로 설계하려면 기초구조물의 강성이 타워의 최대 모멘트 값에 미치는 영향을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 기초구조물 강성을 산정할 때 모노파일의 대구경 효과를 정밀히 고려하기 위하여 3차원 유한요소해석을 수행하고, 기존의 p-y 해석법에 의한 강성산정 결과와 비교하였다. 본 연구에 적용한 예제의 해석결과, 기초구조물의 강성 산정방법에 따른 말뚝두부 최대 모멘트 값의 변화는 크지 않았지만 말뚝두부 최대 기울어짐 각의 경우 유한요소해석법이 p-y 해석법에 비하여 14% 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로, 기울어짐 각이 성능수준에 영향을 미치는 경우 유한요소해석법을 적용하여 기초강성 효과를 정밀하게 고려하는 것이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.156-162
• /
• 2010

중력식 안벽 및 방파제 등은 편심 경사하중에 지배받는 항만구조물으로서 구조물 설계시 신뢰성이론에 근거하여 지반지지력 산정에 필요한 부분안전계수를 평가하였다. 현재 항만 및 어항 설계기준(2005)에서는 구조물에 편심 경사하중이 작용하는 경우에 지반지지력을 간편 Bishop법 등에 의해 검토하도록 규정되어 있다. 이러한 설계규정은 설계자에게 지반의 허용지지력과 지반반력을 비교하는 방법으로 그동안 가장 많이 사용되어 왔다. 그러나, 지반반력에 의한 설계검토는 지지력 계산이 단순하고 편리하지만 지반의 허용지지력이 현장의 지반물성에 따라 변화하지만 단일수치로 결정하여 설계하므로 이러한 지반특성을 설계에 반영하지 못한다는 큰 문제점이 있었다. 그래서 본 논문에서는 간편 Bishop법에 의하여 Level 1 신뢰성해석이 가능하도록 각각의 설계변수에 대한 부분안전계수를 결정하였다. 이를 위해서 신뢰성 이론인 일계신뢰도법(FOSM)을 통하여 신뢰도지수와 민감도지수를 추정하고 각각의 확률변수의 변동성도 고려하였다. 마지막으로는 연구결과에서 결정된 부분안전계수를 선진국의 설계기준에서 제시한 것과 비교하여 합리적임을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.59-68
• /
• 2007

본 논문에서는 토조에 실시된 모형말뚝 재하실험과 콘관입실험을 통하여, 말뚝형태별 지지력 특성분석과 CPT지지력 상관계수를 평가하였다. 고려된 말뚝의 형태는 일반적인 현장타설말뚝에 적용되는 원통형 말뚝과 테이퍼형 말뚝이 고려되었다. 본 연구는 궁극적으로 강관주 송전탑의 기초구조물 형식개발과 설계기준 수립을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 기초형식별 거동과 지반상태의 영향 등을 중점적으로 살펴보았다. 말뚝 토조실험을 통해 나타난 결과에 의하면, 원통형 및 테이퍼형 말뚝의 전체지지력의 차이는 크지 않았으나, 개별 지지력요소의 거동은 말뚝형태별로 상이한 것으로 나타났다. 토조실험결과와 동일한 지반조건에 대해 수행된 CPT결과를 통해 말뚝지지력과 콘지지력의 관계를 나타내는 CPT지지력 상관계수의 변화추이를 도출하였다. CPT상관계수는 원통형 및 테이퍼형 말뚝형태를 비교함으로써 나타내었으며, 선단지지력과 주면마찰력의 요소별 변화추이를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.79-91
• /
• 2017

반복단순전단시험기를 이용하여 해양실트질 모래의 상대밀도 변화에 따른 비배수전단파괴 거동에 대해 평균전단응력과 반복전단응력이 미치는 영향을 평가하였다. 시험결과 반복전단 변형모드는 상대밀도가 달라지더라도 유사한 양상을 보였으며, 평균전단응력과 반복전단응력으로부터 큰 영향을 받았다. 파괴에 필요한 반복하중 횟수는 반복전단응력비, 상대밀도, 그리고 평균전단응력비의 순서로 좌우되는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 조밀한 지반과 느슨한 지반에서 상대밀도 변화에 따른 응력기반 파괴경로의 변화를 2차원과 3차원으로 제시하였으며, 3차원 파괴선도는 조밀한 지반 조건에 대해서만 한정된 한계점을 보완하여 지반의 상대밀도에 따라 반복전단응력비, 평균전단응력비, 반복하중 횟수 등의 설계 조건을 결정 할 수 있는 아주 유용한 설계도구로 활용 가능하다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제31권2호
• /
• pp.129-147
• /
• 2022

The properties of soil are naturally highly variable and thus, to ensure proper safety and reliability, we need to test a large number of samples across the length and depth. In pile foundations, conducting field tests are highly expensive and the traditional empirical relations too have been proven to be poor in performance. The study proposes a state-of-art Particle Swarm Optimization (PSO) hybridized Artificial Neural Network (ANN), Extreme Learning Machine (ELM) and Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS); and comparative analysis of metaheuristic models (ANN-PSO, ELM-PSO, ANFIS-PSO) for prediction of bearing capacity of pile foundation trained and tested on dataset of nearly 300 dynamic pile tests from the literature. A novel ensemble model of three hybrid models is constructed to combine and enhance the predictions of the individual models effectively. The authenticity of the dataset is confirmed using descriptive statistics, correlation matrix and sensitivity analysis. Ram weight and diameter of pile are found to be most influential input parameter. The comparative analysis reveals that ANFIS-PSO is the best performing model in testing phase (R² = 0.85, RMSE = 0.01) while ELM-PSO performs best in training phase (R² = 0.88, RMSE = 0.08); while the ensemble provided overall best performance based on the rank score. The performance of ANN-PSO is least satisfactory compared to the other two models. The findings were confirmed using Taylor diagram, error matrix and uncertainty analysis. Based on the results ELM-PSO and ANFIS-PSO is proposed to be used for the prediction of bearing capacity of piles and ensemble learning method of joining the outputs of individual models should be encouraged. The study possesses the potential to assist geotechnical engineers in the design phase of civil engineering projects.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.89-99
• /
• 2009

소구경말뚝공법은 시공시 진동이나 소음이 기존의 말뚝공법에 비해 적기 때문에 도심지에서도 원활한 시공이 가능하며, 지반의 교란이 적기 때문에 구조물 보강에도 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 지반의 지내력만으로 상부구조물의 하중을 지지하기 어렵다고 여겨지는 현장을 선정하여 기존 말뚝공법대신 소구경말뚝공법을 적용하였고, 소구경말뚝으로 보강된 지반의 변형계수를 구하여 직접 설계에 반영하였다. 그리고, 재하시험을 이용하여 현 지반의 허용지지력이 설계지지력 조건에 대해 만족하는지의 여부와 시험결과에 의해 산정한 변형계수에 의한 지반의 수치해석을 통한 기초의 안정성검토 결과를 통해 지지력 및 침하량을 관리하는 해석법을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
• /
• pp.137-145
• /
• 2004

Limestone zone in korea have been distributed to diagonal line so that it is wide from the Gangwondo to the Jeonlanamdo. The limestone cavity and fractured zone were formed by chemical weathering. Limestone cavity and fractured zone was reinforced with cemented milk(w/c=60%)by high pressure jet grouting by tripple -pipe to establish bridge foundation on the ground condition like limestone cavity. To analyze property of limestone and solid of cement milk(w/c=65%), mixed solid of cement, core NX size in the limestone cavity and fractured zone and compressive strength. Seismic tomograpy exploration was pcrforn1cd to analyze deformation modulus of limestone. The analysis suggests that deformation modulus of limestone has effect on uniaxial compressive strength, seismic velocity, seismic elasticity modulus. Average static elasticity modulus of limestone is $5.08{\times}10^5kgf/cm^2$, cement and coal mixed solid is $0.25{\times}10^5kgf/cm^2$, $0.095{\times}10^5kgf/cm^2$. Average seismic velocity of limestone is 5.240m/sec, cement and coal mixed solid is 2,211.3m/sec, 1,447.5m/sec. Average uniaxial compressive strength of limestone was $1,221.3kgf/cm^2$ and limestone specimen mixed with cement milk and solid of cement milk mixed with coal were $125.22kgf/cm^2$, $35kgf/cm^2$ each other. Average friction angle of limestone was $49.14^{\circ}$ and limestone specimen mixed with cement milk and solid of cement milk mixed with coal were $38.39^{\circ}, 25.83^{\circ}$ each other. Average cohesion of limestone was $137.7kgf/cm^2$ and limestone specimen mixed with cement milk and solid of cement milk mixed with coal were $23.5kgf/cm^2$, $15.5kgf/cm^2$ each other. Average deformation modulus of limestone was $2.84{\times}10^5kgf/cm^2$ and limestone specimen mixed with cement milk and solid of cement milk mixed with coal were $0.4{\times}10^5kgf/cm^2, 0.12{\times}10^5kgf/cm^2$ each other. It was analyzed that the elasticity and uniaxial compressive strength, seismic velocity of solid of cement milk mixed limestone pieces and coal had an highly interrelation regardless of existence of limestones pieces and coal but it had shown that limestones had an lower interrelation. In case of field seismic velocity and deformation of limestone, SIC solid of cement milk mixed with coal and limestone pieces had an highly interrelation.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.85-96
• /
• 2004

본 연구는 점토층위의 모래지반에 위치하는 표면기초의 극한지지력에 대해 이론적으로 조사하였다. 실용적인 적용을 위하여 표면기초의 지지력에 관한 연구들에 대한 검토와 논의가 제시되며, 한계해석(Limit Analysis)의 운동학적 접근방법을 이용하여 정해의 극한 지지력이 계산되었다. 운동학적 해는 상한값이며 해의 정확성은 파괴메카니즘의 형상에 달려 있다. 이러한 방법은 설계도표를 만드는데 편리할 뿐만 아니라 물성치의 영향을 추정할 수 있다. 본 연구에서는 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 탄소성 이론에 근거하여 극한지지력을 계산하였다. 운동학적 방범으로 계산된 결과와 유한요소 해석, 한계평형론에 근거한 몇몇 알려진 식들(Yamaguchi, Meyerhof와 Okamura 등)에 의한 결과를 비교하였다. 아울러, 운동학적 방법에 의한 제안식과 유한요소해석 결과와 한계평형해석 결과의 유효성에 대하여 검증하였다.