• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권1호
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• pp.31-44
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• 1993

말뚝이 설치되는 동안과 하중이 재하되는 동안에 유발되는 관내토의 거동과 관내토가 개단 말뚝의 지지력에 미치는 영향, 그리고 관내토의 하중전이 메카니즘 등을 알아보기 위하여, 개단말뚝의 단면부에 작용하는 지지력과 관내토에 의한 지지력 및 외주면마찰력을 분리하여 측정할 수 있도록 제작된 모형 개단강관말뚝과 압력조절이 가능한 토조를 이용하여 모래지반을 대상으로한 모형말뚝실험을 실시하였다. 실험결과로부터, 개단말뚝의 폐색정도는 폐색길이비(PLR)보다는 특정회수율(${\gamma}$)에 의하여 더 정화히 성의될 수 리음을 알 수 있으며, 내주면마찰력의 대부분은 말뚝 선단부로부터 말뚝내경의 3배까지의 영역에 존재하는 관내토에 의하여 발생되는 것으로 나타났다. 또한 전체 지지력에서 내주면마찰력이 차지하는 비율은 외주면마찰력이 차지하는 비율보다 상당히 크기 때문에, 개단말쪽의 지지력 산정시 내주면마찰력은 필수적으로 고려되어야 한다.

• Advances in Computational Design
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• 제9권1호
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• pp.25-38
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• 2024

This paper presents an advanced analytical approach for the design and analysis of fixed offshore structures with soil structure interaction considered. The proposed methodology involves conducting case studies to illustrate and assess the structural response of a structure considering seven different earthquakes, with the primary goal of ensuring there is no global collapse in the structures. The case studies focus on developing a model for structural analysis and its topside, incorporating nonlinear axial and lateral springs to capture soil-pile interaction. Additionally, mass and damping ratios are considered through the use of dashpots in the analyses. Finite Element Software was employed for structural analyses with detailed modeling, with soil spring nodes applied in the entire structure across various depths. After the finite element analysis was carried out, a sensitivity analysis was conducted to quantify and report the effects of different parameters.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.25-32
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• 2002

실무에서 교량 교각의 내진해석을 수행할 때 계산의 편의와 보수적인 설계를 위하여 기초의 연성을 고려하지 않고 지반면을 고정단으로 가정하여 해석하는 경우가 많다. 이러한 고정단 모델은 대부분의 경우 설계력 측면에서 매우 보수적인 결과를 주므로, 최근 기초의 연성을 고려하여 현실적으로 교각 기초를 모델링하려는 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 기초연성의 모델링 방법, 입력응답스펙트럼의 종류 그리고 지반조건을 달리하여 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 수치해석을 통하여 교각에 발생하는 전단력, 모멘트 그리고 변위를 비교하여 기초의 연성을 고려하는 기법과 지반 및 지진파 특성들이 해석결과에 미치는 영향을 분석하였다. 대부분의 경우 고정단 모델에서 큰 전단력과 모멘트가 발생하였지만, 연약 점성토층에 장주기 지진파가 작용하는 특수한 경우에는 기초의 연성을 고려한 모델에서 고정단 모델보다 큰 전단력과 모멘트가 발생하였다. 또한 기초의 연성을 고려하는 여러 모델들의 해석결과를 지반-구조물 동적 상호작용을 고려한 정밀 동해석 결과와 비교하여 그들의 적용성을 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.529-545
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• 2012

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 실시하여 견고한 점토에 기시공되어 있는 단독말뚝의 하부에서 실시된 open face 터널굴착에 의한 말뚝의 거동을 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인한 말뚝의 거동을 규명하기 위하여 지반, 말뚝의 침하 및 전단응력전이 메커니즘을 심도 있게 분석하였다. 터널굴착으로 인해 Greenfield 조건의 지표면의 침하를 크게 초과하는 말뚝침하가 발생하였으며, 말뚝과 인접지반 사이 경계면에서의 전단응력전이현상으로 인해 말뚝에 작용하는 축력의 분포가 매우 크게 변화하였다. 말뚝침하의 증가로 인하여 말뚝의 겉보기지지력(apparent pile capacity)이 약 30% 감소하는 것으로 분석되었다. 터널굴착에 따른 지중응력 및 변형에 의해 말뚝의 마찰력이 증가하는 현상이 발생하고 이에 따라 말뚝의 축력이 터널의 굴착에 따라 지속적으로 감소하였다. 순수하게 터널굴착에 의하여 단독말뚝에는 설계하중의 최대 21%에 상응하는 인장력이 유발되는 것으로 분석되었다. 말뚝은 터널의 시공이 말뚝의 중심에서 종방향으로 ${\pm}1$-2D (D: 터널직경)에서 실시될 때 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 말뚝선단 인근에서는 (-)의 과잉간극수압이 발생하였으며, 말뚝상부 부근에서는 (+)의 과잉간극수압이 발현하였다. 터널굴착에 의한 말뚝의 사용성은 축력변화에 비해서는 말뚝의 침하에 의해 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.103-112
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• 2012

말뚝에 대한 수평지지력 산정방법은 대부분이 토압론과 지반을 말뚝으로부터 분리하여 고려하기 때문에 지반과 말뚝의 상호작용을 효율적으로 고려하지 못하고 있다. 최근에 말뚝기술이 보다 개선됨에 따라서 수평하중을 받는 말뚝의 실제거동에 대한 규명이 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 말뚝과 지반의 상호작용을 고려할 수 있는 변형률 쐐기모델을 이용하여 단일 말뚝과 무리말뚝에 대한 거동 특성을 살펴보고자 한다. 수평하중을 받는 말뚝에 대한 거동을 알아보기 위하여 축소모형실험을 우선적으로 수행하였으며, 실제 규모의 말뚝조건에 대해서는 변형률 쐐기모델을 적용하여 말뚝의 거동특성을 예측하였다. 실내모형실험 결과와 수치해석의 전반적인 거동을 살펴보기 위하여 실험결과 및 해석결과를 이용하여 비교, 분석을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권10호
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• pp.27-40
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• 2012

말뚝지지 전면기초는 무리말뚝과 전면기초의 지지력을 함께 설계에 적용할 수 있는 기초형식이다. 그러나 변위장 중첩과 구속응력의 증가 등으로 대변되는 무리말뚝 - 지반 - 전면기초 상호작용으로 인해 각각의 무리말뚝기초와 전면기초의 지지력 특성은 변화하게 되며, 이는 말뚝지지 전면기초의 설계에 있어 중요한 요소로써 작용한다. 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 이용한 전면기초, 단독 말뚝기초, 무리말뚝(16본; $4{\times}4$), 말뚝지지 전면기초(16본; $4{\times}4$) 하중-재하 시험을 수행하였으며, 조밀하고 느슨한 사질토 지반에서의 무리말뚝-지반, 무리말뚝-지반-전면기초의 상호작용을 하중단계에 따른 지지력 특성변화를 기준으로 분석하였다. 실험결과 말뚝지지 전면기초의 상호작용에 의해 무리말뚝기초의 지지력은 증가하는 것으로 나타났으며, 전면기초의 경우 무리말뚝의 영향에 의해 지지력이 감소하는 것으로 확인되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권4호
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• pp.337-348
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• 2021

Brillouin Optical Frequency Domain Analysis (BOFDA) is a distributed fiber optic sensing (DFOS) technique that has unique advantages for performance monitoring of piles. However, the complicated production process and harsh operating environment of offshore PHC pipe piles make it difficult to apply this method to pile load testing. In this study, sensing cables were successfully pre-installed into an offshore PHC pipe pile directly for the first time and the BOFDA technique was used for in-situ monitoring of the pile under axial load. High-resolution strain and internal force distributions along the pile were obtained by the BOFDA sensing system. A finite element analysis incorporating the Degradation and Hardening Hyperbolic Model (DHHM) was carried out to evaluate and predict the performance of the pile, which provides an improved insight into the offshore pile-soil interaction mechanism.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.47-55
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• 2005

본 연구에서는 점토지반에서 수평력을 받는 군말뚝과 단말뚝의 수평저항력을 파악하기 위하여 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수치해석을 행하였다. 수치해석은 말뚝직경(1.0, 0.5m), 말뚝길이(7, 10m) 그리고 두부조건(두부자유와 말뚝캡을 적용한 두부구속조건)을 변수로 하여 실시하였다. 수평력 작용시 선말뚝(leading pile)의 캡에 의한 영향과,군말뚝내의 각각의 말뚝에 대한수평저항력의 크기와 분포를 평가하기 위하여 1$\times$3 군말뚝을 사용하였다. 점토지반은 Cam-clay 모델을 사용하였고, 말뚝은 원형의 콘크러트로 탄성모델을 사용하여 3차원 해석을 수행하였다. 해석결과 말뚝캡의 크기는 단말뚝의 수평저항력에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 군말뚝내의 선말뚝은 군말뚝의 효과에 의해 수평저항력이 증가하면서 Brown이 제안한p-multiplier 값이 1보다 크게 평가되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제2권2호
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• pp.5-16
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• 1986

말뚝두부에 무시할 수 없을 정도의 큰 횡력이 작용할 때 이에 대한 합리적인 해석이 있어야 한다. 이같은 해석에 있어서는, 말뚝과 말뚝 주위 지반과의 복잡한 상호작용 때문에 어려움이 많다. 본 연구의 목적은 말뚝 주위 지반을 탄소성체로 가정하고, 말뚝과 지반사이 경계요소를 가정하여 유한요소법에 의해 삼차원 해석 프로그램을 개발하는데 있다. 본 연구의 결과, 지반을 탄소성체로 가정한 해석결과가 현장측정치와 잘 일치함과, 말뚝과 주위지반의 불연속성을 환경요소로 극복할 수 있음과 경계요소의 두께 변화가 해석결과에 큰 영향을 주지 않으나, 되도록 얇게 함이 정도 높은 결과를 얻음을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.589-597
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• 2018

Centrifuge model tests were used to simulate pile-raft composite foundation and pile-geogrid composite foundation with different pile spacing for researching the time effect of negative skin friction of rigid piles in high-speed railways. The research results show that the negative skin friction has a significant impact on the bearing capacity of composite foundation. Pile-raft composite foundation has higher bearing capacity compared to pile-geogrid composite foundation to reduce the effect of negative skin friction on piles. Both the foundation settlement and negative skin friction have significant time effect. The distribution of skin friction can be simplified as a triangle along the pile. The neutral point position moves deeper in the postconstruction stage at larger pile spacing. For pile-geogrid composite foundation, the setting of pile-cap affects the position of neutral point in the post-construction stage. Reinforced cushion with geotextile may promote the better performance of cushion for transmitting the loads to piles and surrounding soils. Arching effect in the cushion of the composite foundation is a progressive process. The compression of the rigid piles contributes less than 20% to 25% of the total settlement while the penetration of the piles and the compression of the bearing stratum below the pile tips contribute more than 70% of the total settlement. Some effective measures to reduce the settlement of soils need to be taken into consideration to improve the bearing capacity of pile foundation.