• 대한토목학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.523-531
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• 2021

일반적으로 기초는 여러 개의 단일말뚝이 상부 구조체에 의해 연결된 상태로 군말뚝을 의미한다. 하지만, 군말뚝에 상부 하중 재하 시 지반에 작용하는 응력 범위는 단일말뚝에 비해 더 넓은 폭과 깊이로 확장되고, 중복되기 때문에 전체적인 지지력은 감소할 수 있다. 이러한 지지력 감소비를 군말뚝 효율이라 하나 일반적인 말뚝과 지반의 접촉 조건에 따른 영향을 분석한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지반 구성 및 군말뚝의 배치, 간격, 지반과 말뚝간의 접촉 특성을 해석 변수로 설정하고, 군말뚝 효율 및 군말뚝을 구성하는 개별말뚝의 거동을 분석하였다. 해석 결과, 지반 종류에 따라 마찰계수 증가 시 군말뚝 효율은 수렴 또는 감소하는 경향을 보였으며, 이를 통해 최적 군말뚝 효율을 분석하였다. 또한, 개별말뚝 분석을 통한 하중 감소비 파악 결과, 군말뚝 내부에 위치한 말뚝의 경우 하중을 상대적으로 적게 받았으며, 이는 내부 지반에 대한 영향인 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.567-578
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• 2018

본 연구는 기존에 동적하중에 의한 군말뚝의 응력감소효과를 알아보기 위하여 동적 p-y곡선을 수립하고, 이를 통하여 동적 p-승수를 산정하고자 하였다. 이를 위하여 건조 사질토 지반에서 $2{\times}2$ 군말뚝, 단말뚝 및 $5{\times}5$ 군말뚝, 단말뚝에 대해 말뚝-지반시스템 하부에 정현파를 입력, 동적 수치해석을 수행하였다. 이때 군말뚝의 경우, 말뚝의 중심간격을 말뚝 지름의 2.5배, 5.0배로 변화시켜 해석을 실시하였다. 동적 수치해석결과에 따라 단말뚝과 군말뚝의 동적 p-y 곡선을 작성 및 비교를 하여, 말뚝 중심 간격 및 군말뚝 말뚝의 열위치에 따른 말뚝의 동적 군말뚝 효과를 분석하였다. 해석 결과 동적 p-승수 값은 좌표원점을 기준으로 대칭성을 보였으며, 그 값은 $5{\times}5$ 군말뚝(말뚝간격=2.5D), 단말뚝의 경우 군말뚝의 말뚝번호 3, 말뚝번호 23에서 0.26 ~ 0.30, 말뚝번호 13에서 0.14, 말뚝번호 8, 말뚝번호 18에서 0.07 ~ 0.14로 나타났다. 이 값들은 특히 하중조건이 달라서 정적 p-승수와 차이를 보였으며, 향후 다양한 종류의 입력 동하중을 통한 동적 p-승수($P_{dm}$) 산정을 통해 토목기초 구조물의 군말뚝-지반 시스템의 동적설계나 해석에 이용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.641-649
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• 2001

본 연구에서는 군말뚝 교각 주위에서의 세굴특성을 실험을 통하여 파악하였다. 실험은 4개, 9개, 15개, 35개의 파일로 구성된 군말뚝에 대해 수행하여 파일수, 유속, 접근각에 따른 세굴형상, 최대세굴심의 깊이 및 위치의 변화를 살펴보았다. 실험결과에 의하면, 4개 및 9개로 구성된 군말뚝의 경우 유속비와 상관없이 단일교각의 최대세굴심과 흡사하였고, 15개와 35개로 구성된 군말뚝의 경우 유속비가 증가함에 따라 최대세굴심도 급격히 증가하여 단일교각 세굴심 의 약 2.2배 증가함을 알 수 있었다. 또한 세굴형태는 말뚝간격이 조밀해질수록 원형의 세굴공이 중첩되어 전체적으로 직사각형의 형태를 띠는 것으로 나타났다. 75개의 파일로 구성된 군말뚝에 대한 접근각의 영향을 살펴본 결과 세굴심은 접근각이 35$^{\circ}$에서 최대가 되었으며 이때의 세굴공은 대각선 방향으로 형성됨을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.127-132
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• 2002

사질토 지반에 근입된 모형말뚝에 대한 진동대 실험을 수행하여 말뚝지반 동적 상호작용 현상을 분석하고 동적군말뚝 효과를 산정하였다. 실험은 단말뚝과 말뚝간격을 말뚝직경의 3~8배로 변화시킨 $3\times3$ 군말뚝에 대하여 수행하였다. 동적 군맡뚝 효과는 단말뚝과 군말뚝의 동적 p-y곡선의 중심 기울기를 비교하여 산정하였고, 실험에서 얻어진 p-y곡선은 API의 반복 p-y곡선과 비교하였다. 실험결과 말뚝 간격, 입력 지진파의 주파수와 진폭 변화에 따른 동적 군말뚝 효과를 산정할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.259-268
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• 1993

이론적 해석과 수치 해석을 통하여 단독말뚝과 군말뚝에서 발생하는 downdrag 하중을 연구 검토하였다. 본 연구의 목적은 그룹 안에서 개개 말뚝들의 downdrag 하중 크기와 분포 정도를 파악하는데 있다. 따라서 단독말뚝과 군말뚝에서 발생하는 downdrag을 수치 해석하였으며 단독말뚝의 경우에 있어서는 비교적 정확한 downdrag 해석법을 제시하였다. 연구결과 그룹안의 개개 말뚝들은 단독말뚝의 경우에서 발생하는 downdrag하중보다 훨씬 작은 하중을 받는 것을 알 수 있었다. 또한 군말뚝의 간격: 직경의 비가 2.5에서 5.0까지 변하는 9-25개 군말뚝의 downdrag 하중을 고려한 설계시 추천할 수 있는 방법을 제시 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.157-162
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• 2000

측발유동을 받는 일렬 군말뚝의 그룹효과를 파악하이 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 국내의 대표적인 화강풍화토 지반에 선단지지된 말뚝을 대상으로 측방으로 지반변위 발생시 말뚝 두부조건과 중심간격(2.5D, 5.0D, 7.0D, 단독말뚝) 및 말뚝주면의 접촉효과를 고려한 군말뚝의 상호작용계수를 산정하였다. 본 연구 결과, 단독말뚝과 비교하여 군말뚝의 간격이 좁아짐에 따라 상호작용계수는 현저하게 감소하였으며 말뚝 두부조건이 회전구속, 힌지,자유단의 순으로 감소정도가 크게 나타났다. 이는 실내모형실험을 통해 산정된 상호작용계수와도 비교적 잘 일치함을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.907-919
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• 2014

본 연구는 LES와 유사이동 모형을 이용하여 군말뚝 주변 세굴과정 및 특성의 수치모의에 관한 내용이다. 군말뚝 주변에서 세굴 및 퇴적은 말뚝간격에 크게 영향을 받았다. 무차원 말뚝간격이 3.75보다 작은 경우에는 군말뚝 주변 국부세굴 뿐만 아니라 단면축소세굴이 발생하였다. 반면 무차원 말뚝간격이 3.75 이상이면 단면축소세굴은 사라지고 각각의 말뚝에서 국부세굴만발생하였다. 상류에 위치한 말뚝에서 세굴 심변화는 단일 말뚝의 경우와 유사한 경향을 보였지만 하류에 위치한 말뚝근처에서 세굴심은 상류말뚝 존재 때문에 세굴심이 낮게 나타났고 경향성도 상당히 다름을 보였다. 군말뚝 주변의 무차원 최대 세굴심은 말뚝간격이 증가할수록 감소하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.85-90
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• 2012

본 논문은 ABAQUS 유한 요소 프로그램을 사용하여 다층지반(화강풍화토-점토-화강풍화토)에서의 외말뚝과 군말뚝의 횡하중에 대한 영향을 설명한다. 본 연구에서의 변수는 캡이 없는 외말뚝과 캡이 있는 군말뚝으로, 파일의 직경은 0.5m, 길이는 10m인 말뚝을 사용하였다. 수치 해석은 말뚝의 간격을 (s=3D, 4D, 5D) 변화시켜 외말뚝과 군말뚝의 거동을 비교하기 위하여 수행되었다. $1{\times}3$군말뚝(leading pile, middle pile, trail pile)은 각각의 말뚝의 저항분포와 수평저항력을 조사하기 위하여 선정되었다. 점토의 해석모델은 Druker-Prager 구성관계를 이용하였고, 화강풍화토의 물성치는 기존의 논문을 사용하였으며, 말뚝은 탄성 원형 콘크리트로 모델링하였다. 해석 결과, 말뚝의 간격이 넓어짐에 따라 P-multiplier의 값이 leading pile의 영향을 덜 받는 것으로 나타났다. 또한, 단층지반이 다층지반에 비해 수평저항력이 약 4~20% 크게 작용하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.117-129
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• 2000

본 논문은 균질 및 비균질 지반에서의 군말뚝수평거동에 관하여 고찰하였다. 본 연구는 군말뚝수평거동에 대한 말뚝중심간격, 말뚝 배열, 말뚝 중심 간격비, 말뚝 선단 구속조건, 편심하중 그리고 지반조건의 영향들에 관하여 실험적인 연구를 수행하였다. 주동말뚝에서의 군말뚝 효율과 수평변위는 말뚝중심간격과 말뚝수에 상당히 의존함을 알 수 있다. 말뚝중심간격이 6D이고 $3\times3$배열 말뚝인 경우, 선단고정말뚝의 수평 지지력은 선단자유말뚝의 경우보다 40-100%크게 나타났다. 모형실험의 결과들에 근거하여, 군말뚝의 개개 말뚝이 단일말뚝과 동일하게 거동하는 말뚝 중심간격은 상대밀도 61.8%와 32.8%의 경우 6D 로 나타났으나, 상대밀도 90%의 조밀한 지반에서는 8D 간격으로 추정할 수 있다. 본 연구에서는 군말뚝 효율에 대하여 말뚝 중심간격, 말뚝 수, 그리고 지반상대밀도의 변수로 표현되는 실험식을 제안하였다. 3$\times$3 배열의 군말뚝에서 앞행(lead row) 말뚝의 하중 분담율은 말뚝 중심간격 3D인 경우에 41.6%-52.4% 정도 그리고 6D인 경우에 34%-40%정도로 나타났다. 군말뚝에서 중첩효과(shadowing effect)는 하중 직각방향보다는 하중 재하방향에서 더 크게 발생하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.39-49
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• 2002

본 연구에서는 지반-말뚝 상호작용을 고려한 동해석을 위한 해석기법의 제안과 이의 검증을 위한 진동실험을 실시하였다. 일정한 가속도에서 단독말뚝과 중심간격 2.5d(d=직경)인 2$\times$2 군말뚝의 휨모멘트 값을 측정한 결과 주파수에 관계없이 지표면으로부터 깊이 4d 미만에서 단독말뚝과 군말뚝의 휨모멘트값이 최대가 되었으며 그 값은 단독, 군말뚝 모두 일치하였으나 지표면으로부터 깊이 4d이하에서는 단독말뚝은 군말쪽에 비해 휨모멘트 값이 커지는 경향을 보였다. 진동대 실험에서 측정한 입력가속도를 수치해석에서 지진가속도로 하여 해석한 결과 단독말뚝과 군말뚝 모두 지표면으로부터 4d 미만의 상부부분에서는 실험값과 비슷한 결과를 얻었으나 군말뚝의 경우 지표면으로부터 4d 이상의 부분에서는 실험 값과는 상이한 결과를 얻었다.