• 한국농공학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.56-66
• /
• 1994

Numerical methods are developed to obtain the buckling loads and to analyze the postbuckling behavior of the tapered steel piles. The nondimensional differential equations governing the elastica of the buckled piles are derived by the third order theory and solved numerically. The Runge-Kutta method is used to solve the differential equations, and the bisection method is used to obtain the buckling loads and the reaction moments of the clamped ends. Both the linear and stepped taper of the steel piles are considered as the variable crosssection in the differential equations. As the numerical results, the equilibrium paths, the buckling loads vs. section ratio curves and the typical elastica and the bending moment diagrams of the buckled piles are presented in figures. Experimental studies that complement the theoretical results are presented. It is expected that the numerical methods developed in this study for calculating the buckling loads and analyzing the postbuckling behavior of the steel piles are used in the structural and foundation engineering.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권12호
• /
• pp.91-100
• /
• 2019

수평하중에 대한 휨강성을 증대시키기 위해 얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성한 중공형 콘크리트 충전강관(HCFT)말뚝을 개발하였고, HCFT말뚝의 현장 적용 시 말뚝의 구조안전성 평가에 필요한 한계상태에서 P-M 상관도를 작도할 수 있는 산정식을 제안하였다. HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PC강봉에 대한 강도 값으로 항복응력을 적용할 경우 제안식은 HCFT말뚝의 극한휨내력을 큰 폭으로 과소평가하였고, 축력이 작용하지 않을 때 휨강도시험결과와 달리 HCFT말뚝보다 직경이 동일하고 두께가 12mm인 강관말뚝의 극한휨내력을 더 크게 산정하였다. 그러나 HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PC강봉에 대해 항복강도인 f_y 대신 극한강도인 f_u를 사용하면 제안식은 휨강도시험 측정결과에 매우 근접한 극한휨내력을 제공하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.25-32
• /
• 2016

말뚝머리-확대기초 접합부는 상부구조물의 하중을 말뚝으로 전달하는 연결부분으로서 부재의 단면과 강성의 급격히 변화하는 부위이기 때문에 응력이 집중되고 작용하는 휨모멘트와 전단력이 큰 취약부분이다. 이 연구에서는 제작조건에 따른 PHC말뚝 및 합성 PHC말뚝과 확대기초 접합부의 구조성능을 평가하는데 목적이 있다. 반복가력 하중 조건하에서의 균열패턴, 하중-변위관계, 연성비, 초기 회전강성 및 에너지소산 특성을 각각 평가하였다. 접합부 초기 회전강성은 확대기초 내부로 삽입되는 말뚝삽입 깊이와 축방향철근 배근위치에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 접합부 강도, 연성비 및 누적 에너지소산 등의 접합부 거동은 말뚝의 종류와 축방향 철근 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권1C호
• /
• pp.41-51
• /
• 2008

본 논문은 말뚝 및 기초지반의 강성이 수평재하말뚝의 거동에 미치는 영향을 알아보고자 주문진 표준사와 김해점토를 기초지반으로 수평재하말뚝에 대한 실내실험을 실시하였다. 또한 실험 결과를 바탕으로 영향계수를 정량화 할 수 있는 경험식을 산정하였다. 말뚝과 지반의 강성을 고려하기 위하여 길이가 다른 3개의 알루미늄 모형말뚝을 제작하였으며 이를 사질토와 점성토 지반에 설치한 후 기초지반의 상대밀도(사질토 지반) 및 비배수전단강도(점성토 지반)를 변화시켜가며 수평재하 실내실험을 수행하였다. 실험을 통하여 산정된 p-y 곡선의 초기기울기는 사질토와 점성토 지반 모두에서 깊이와 말뚝-지반의 강성에 비례하였으나 점성토 지반의 경우 사질토 지반에 비하여 깊이에 따른 초기기울기의 증가율이 작은 경향을 나타내었다. 또한 극한 지반반력의 경우 모든 지반 조건에서 수평지반반력계수와 유사하게 깊이와 지반강성에 비례하여 증가하였으나 말뚝 강성에 대한 영향은 적게 나타났다. 이와 같은 특성을 고려하여 본 논문에서는 p-y 곡선의 초기기울기 산정 식을 실험결과와 가장 유사한 형태를 지니는 쌍곡선으로 지반 조건에 따라 제시하였으며 제안된 식을 기존의 연구 및 현장재하시험과 비교하여 제안 식의 적용성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.267-274
• /
• 2021

말뚝의 허용횡방향지지력을 결정하는 방법으로는 지반반력법과 극한횡방향지지력에 근거한 방법이 많이 쓰이고 있는데 설계시 지반반력법에 근거한 방법만을 적용하는 경우가 있다. 본 연구에서는 지반조건과 말뚝머리 구속조건 그리고 말뚝길이에 따른 말뚝의 허용지지력을 이들 두 가지 방법을 적용하여 구하고 상호 비교함으로써 해석에서 고려한 조건들이 말뚝의 허용횡방향지지력 결정법에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구결과에 따르면 말뚝머리 구속조건 및 말뚝길이에 상관없이 연약 점성토 지반에 설치된 말뚝의 경우 지반반력법에 의한 허용횡방향지지력이 설계를 지배함을 알 수 있었고 점성토의 비배수강도가 커짐에 따라 극한횡방향지지력을 통한 허용횡방향지지력이 설계를 지배함을 알 수 있다. 사질토 지반에 설치된 말뚝의 경우 느슨한 사질토지반에 설치된 말뚝머리 자유인 짧은말뚝의 경우를 제외하고 모든 경우에 있어 극한횡방향지지력을 통한 허용횡방향지지력이 설계를 지배함을 알 수 있다. 횡방향말뚝의 설게시 허용 횡방향변위량에 근거한 설계만으로 충분하다는 견해도 있지만 본 연구결과에 따르면 극한횡방향지지력에 근거한 허용횡방향지지력의 계산 또한 필요함을 알 수 있었다. 수평지반반력계수는 허용횡방향변위량 이내에서는 말뚝폭에 큰 영향을 받지 않음을 알 수 있었으며 실제 많이 쓰이는 말뚝폭의 범위인 20~90cm 인 경우 말뚝폭의 영향을 무시해도 될 것으로 생각된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.1-10
• /
• 2023

최근 낙동강 하구에 많은 구조물이 건설되고 있으며 말뚝기초는 모래층 및 자갈층에 시공되고 있다. 이 연구에서는 낙동강 하구의 모래 자갈층 및 자갈층에 시공된 6개의 현장타설말뚝의 정재하시험 및 양방향재하시험 결과를 통해 비점성토층의 주면마찰력을 분석하였다. 또한 국·내외 설계기준인 FHWA(1999), KDS(2021), AIJ(2004)에 따라 계산된 주면마찰력과 실험값을 비교하였다. 6개 말뚝의 재하시험 결과를 통해 확인된 주면마찰력은 120~444kPa로 나타났다. 설계기준에 따라 산정한 주면마찰력은 69.3~170kPa이었으며 시험값 대비 50% 수준으로 나타났으며 이를 통해 설계기준들이 비점성토층에 근입된 현장타설말뚝의 주면마찰력을 상당히 보수적으로 평가하고 있음을 확인할 수 있었다. 국내 낙동강 하구 모래 자갈층 및 자갈층의 주면마찰력 산정을 위한 적절한 국내 제안식이 개발되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제4권2호
• /
• pp.65-76
• /
• 2003

쇄석다짐말뚝(Stone Column Method)은 연약한 점성토 지반이나 느슨한 사질토 지반의 개량에 사용되는 연약지반처리공법이다. 여러 가지 현장 시험과 실내 시험 결과, 쇄석다짐말뚝은 기존의 모래말뚝공법에 비해 지지력증대, 지반보강, 사면보강, 액상화 방지억제 등의 효과를 극대화할 수 있는 공법으로 알려져 있으나, 국내에서는 그 연구가 미약하여 설계 실무에서는 경험적인 방법이나 공식에만 의존하여 설계가 이루어지고 있는 상태이다(천병식, 2001). 또한 기존의 제안식에 대하여 검증 없이 사용되고 있어 기존에 제안된 지지력 이론식에 대해 검증할 필요가 있다. 본 연구에서는 부산 00 0호교 건설공사지역 A1교대 구간의 실제 정재하시험 데이터와 가덕, 광양, 울산 신항만건설현장에 대한 비배수전단강도($c_u$)를 이용하여 단일쇄석다짐말뚝에 대한 Bulging 및 General shear failure시의 기존의 이론식들을 각각 비교분석하고, 실제 재하시험에서 얻은 극한지지력과 함께 비교 분석하였다. 분석결과, 지지력 이론식으로 구한 극한지지력이 정재하시험의 실측치 보다 매우 적은 결과를 보였으며, 원지반의 비배수전단강도($c_u$)는 극한지지력에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 실내 및 현장실험을 통해 보다 정확한 지반물성치와 현장 재하시험을 통해 국내적용시 실용적인 극한지지력을 산정하고 기존의 이론식을 개선해 나가야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권11호
• /
• pp.501-509
• /
• 2019

최근 건축과 토목 구조물 기초에 적용되는 말뚝의 시공법은 환경 훼손, 소음 공해, 그리고 주위 민원을 최소화하기 위해 항타공법에서 매입공법 위주로 변화하는 추세를 보이고 있다. 이러한 시공방법의 변화로 인해 기존의 항타공법으로 사용되었던 말뚝 대신, 재료 및 구조적인 시스템 측면에서 보다 최적화되고 경제적인 매입용 말뚝의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 매입용 말뚝인 원심성형 철근콘크리트 말뚝의 보강된 이음방법을 제안하였다. 이전의 연구에서는 원심성형 철근콘크리트 말뚝에 대해 연장된 원형띠판과 스터드로 구성된 이음 보강방법이 기존 이음방법의 구조성능을 개선 시킬 수 있을 것으로 검토되었다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 이음방법의 구조성능을 말뚝의 휨과 전단 강도 실험을 통해 검증하였다. 이 제안된 이음방법은 설계에서 요구되는 휨과 전단 강도에 대해 충분한 성능을 보인 것으로 실험에서 나타났다. 또한, 전반적인 하중-처짐 거동이 이음부가 없는 일체형 구조에 근접하므로 설계에서 예상하는 거동과 성능이 안정적으로 현장 구조물에 반영될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제12권1호
• /
• pp.35-46
• /
• 1996

강우시의 사면지반과 억지말뚝의 거동을 관찰하기 위하여 각종 계측기에 의한 현장계측이 실시되었다. 즉, 억지말뚝으로 보강된 아파트 배면절개사면에 경사계, 지하수위계 및 스트레인게이지가 설치되었다. 억지말뚝에 발생된 수평변위와 휨응력은 억지말뚝속에 설치된 경사계와 스트레인게이지로 측정하였으며, 사면지반의 수평변형은 말뚝사이지반에 설치된 경사계로 측정하였다. 지하수위 계측결과 강우시 지하수위는 집중호우에 그다지 민감하지 못하였다. 강우시 지표면으로부터 습윤대가 형성되고 이 습윤대의 강하는 말뚝과 지반의 거동에 많은 영향을 미치고 있었다. 왜냐하면 습윤대의 강하로 인하여 이 습윤대 상부지반의 단위체적중량이 증가하게 되고 또한 사면의 활동력이 증가하게 되기 때문이다. 이러한 집중호우시의 억지말뚝과 사면의 거동은 탄성적이었다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제10권2호
• /
• pp.109-120
• /
• 1994

해안지역에서 토류구조물을 축조하는 동안에 직면하게 되는 문제점중의 하나는 연약점토지반의 안정화 대책이다. 본 연구는 성토제체 축조시 연약점토지반의 안정화를 위하여 시멘트 개량 말뚝으로 보강된 연약지반의 거동효과를 구명하고자 원심모형실험을 수행한 것으로 서로 다른 조건에 대해서 단계 하중하에서 시간에 따른 보강지반과 비보강지반의 침하와 융기거동을 고찰하였다. 실헙결과 지반의 수직침하감수 제방에 인접한 지표면의 융기감소는 개량말뚝의 강도, 점토의 함수비 그리고 특히 개량면적비에 크게 영향을 받는 것으로나타났다.