• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.137-144
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• 2019

근단층 지역에 위치한 교량은 근단층지반운동에 대한 내진안전성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연약지반이 두껍고 다양한 지층으로 구성된 지역에 건설되는 단일형 현장타설말뚝 교량의 지진거동특성과 내진안전성을 분석하였다. 근단층지반운동을 생성하고 지반해석을 수행하여 각 지층에서의 지반가속도이력을 산정하였다. 이 가속도이력을 이용하여 각 지층의 지반을 등가스프링으로 모델화하고, 각 지층에서의 가속도시간이력을 입력지반운동으로 하는 다지점 가진 지진해석을 수행하였다. 근단층지반운동의 특성으로 인하여 교량은 탄성영역 내에서 거동하였지만 최대모멘트의 발생 위치 등이 설계지반운동을 고려할 때와는 상이한 특성을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.31-40
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• 2008

본 연구에서는 지진하중을 받는 Single Column/Shaft의 내진해석으로 의사정적해석법을 적용하였으며 해석상에서 지반의 비선형 거동특성을 나타내는 다양한 수평방향 하중전이특성(p-y 곡선, Bi-linear 곡선)를 이용하여 지반-말뚝의 상호작용을 고려하였다. 비선형 지반모델을 적용한 해석은 지반-말뚝 시스템의 지진거동을 간편히 예측할 수 있었으며 동일한 해석조건에서 응답변위법에 의한 Single Column/Shaft의 수평거동이 진도법에 근거하여 산정한 해석결과보다 크게 예측되었다. 두부경계조건과 상대강성이 Single Column/Shaft의 단면력에 미치는 영향을 분석하기 위해 다양한 지반모델에 대한 변수연구를 수행한 결과, 두부경계가 고정이고 말뚝강성이 감소할수록 수평변위가 작은 것으로 나타났으며, JRA의 Bi-linear 지반모델을 적용한 해석은 Single Column/Shaft의 수평거동을 비교적 정확히 예측하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권7호
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• pp.47-57
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• 2011

수평하중을 받는 말뚝기초의 설계를 위하여 p-y 곡선을 이용한 해석법이 널리 사용되고 있다. 이 때, 토질 및 기초특성에 적합한 p-y 곡선의 선정이 중요함에도 불구하고 현재 p-y 곡선에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 3차원 수지해석을 프로그램을 이용하여 점성토 지반에 근입된 현장타설말뚝에 대한 p-y 곡선을 산정하였다. 먼저 현장재하시험으로부터 얻어진 단일말뚝의 p-y 곡선과 수치해석으로부터 얻어진 p-y 곡선을 비교하여 수치 모델링을 검증하였다. 그리고, 단일말뚝에 대하여 말뚝직경, 말뚝 탄성계수, 말뚝두부 구속조건, 그리고 무리말뚝에 대하여 말뚝간격을 변화시거며 매개변수 연구를 수행하였다. 최종적으로, 단일발뚝과 무리발뚝의 p-y 곡선을 비교하여 무리말뚝 효과를 나타내는 p-multiplier를 산정하였다. 그 결과, 말뚝간격 3D의 p-multiplier 값은 첫 번째 열 0.86, 가운데 열 0.69, 마지막 열 0.77로서 기존에 제안된 O'Neill and Reese의 결과와 유시한 것으로 나타났다. 말뚝간격 6D 이상인 경우 무리말뚝 효과는 무시할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.77-90
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• 2009

본 연구에서는 다층지반에 관입된 현장타설말뚝 중 강성말뚝을 대상으로 다층지반의 조건에 따른 말뚝의 수평지지력과 수평거동에 대하여 실험적 분석을 실시하였다. 이를 위해 말뚝이 근입되는 지반에 상이한 상대밀도를 갖는 지반층을 구성하였으며, 수평하중-변위량 곡선을 통하여 극한수평지지력을 산정하고 기존의 방법을 적용시켜 산정된 극한수평지지력과 비교하였다. 또한, 말뚝에 부착된 스트레인게이지와 토압센서를 이용하여 다층지반에서의 말뚝의 수평거동에서 발생하는 휨모멘트분포와 극한단위수평지지력분포를 확인하였다. 수평재하시험결과 말뚝의 극한수평지지력은 지반의 상대밀도와 지반층의 구성에 따라 달라지며, 단일지반을 대상으로 제안된 다양한 방법으로 예측된 값에 비하여 상당부분 적게 측정되는 것으로 나타났다. 말뚝의 침모멘트 분포는 다층지반의 조건에 상관없이 유사한 분포 형상을 보였으며, 극한단위수평지지력 분포 형태는 최상층지반과 중간층지반이 동일하고 최하층지반이 상이한 지반에서 다소 달라지는 분포형상을 보였으나, 다른경우에 있어서는 기본적으로 Prasad and Chari(1999)의 극한단위수평지지력 분포형상과 유사한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 2차
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• pp.122-130
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• 2010

In recent days, the foundations of huge structures in general and mega foundations of grand bridges in particular are required in geotechnical engineering. However, previous design method based on virtual fixed point theory cannot adequately predict Pile-Bent structure‘s physical behavior. Therefore, this paper describes a new analysis and design of Pile-Bent structure for grand bridges. A detailed analysis was performed for column-pile interactions using FB-Pier program and Midas program. As a result, the behavior of a column-pile is estimated and highlighted. Moreover, based on this study, it is found that the minimum reinforcement ratio(=0.4%) is applicable for plastic behavior of columns.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권7호
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• pp.61-73
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• 2008

다수의 말뚝을 캡(확대기초)으로 연결하여 하중을 지지하는 다주식 기초에 대하여 캡의 연결부를 강결합 조건과 힌지결합 조건으로 구분하여 말뚝 반력 해석의 합리성을 분석하였으며, 널리 사용 중인 탄성변위법과 라멘식 프레임 해석에 기반한 비선형 해석기법을 비교하여 검토하였다. 특히 실제 해상 장대교량의 조건을 대상으로 상부구조와 기초를 연계한 전체 구조계 해석 결과를 분석하여 말뚝머리 구속 조건에 대한 기초 부재 단면력 산정의 적정성을 파악하였다. 이를 위해 캡과 연결된 각 말뚝에서 발생하는 휨모멘트, 전단력, 압축력 등 반력을 산정하고 PM상관도 분석과 지지력 산정을 통해 말뚝 부재의 안정성을 검토하였다. 일반적인 규모의 교량, 또는 강성이 크지 않은 말뚝을 적용한 기초에서는 말뚝-캡 결합 조건에 따른 말뚝 단면 설계의 차이가 현저하지 않으나, 말뚝이 지면 위로 일정 길이 이상 돌출되는 다주식 기초의 해상교량에서는 말뚝머리를 힌지로 고려할 경우 지중부에서 매우 큰 휨모멘트와 전단력이 유발되며, 말뚝머리의 수평변위량이 극단적으로 증가하였다. 해상 장대교량에 대해서는 비현실적 가정조건에 기반한 탄성변위법 보다는 말뚝머리를 캡에 강결합하고 말뚝이 탄성판에 지지된 보로 간주하는 라멘(rahmen) 모델링을 통해 상부구조와 연계한 전체 구조계 해석을 수행하는 것이 바람직하다.

• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.86-100
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• 2006

The single drilled shaft foundation has been used in the other countries, but has not used in South Korea at all This foundation is very effective and economic method in South Korea which is easy to meet a good rock mass within 50m depth from the ground We have many experiences to construct 1.52 5m drilled shaft foundations and ability to construct 30m drilled shaft foundation without special efforts The soil behavior is nonlinear, but it can be proposed in linear in practical purpose on bridges. The elastic modulus of soil can be rationally obtained by the method of Road Bridge Design Manual in South Korea using the Schmertmann(1970)'s proposal, and the elastic modulus of rock can be obtained by the field test. In seismic design the column and drilled shaft must be restricted to the elastic design because the behavior of this foundation is flexible and the arrangement of the rebars makes the various defect In this paper the design criteria is compared with FHWA design criteria, and the design criteria is proposed in consistent with Road Bridge Design Manual in South Korea. The single drilled shaft foundation of a test bridge was constructed in the Iksan-Jangsoo highway, and we checked its stability, workability and economy

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.357-367
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• 2010

In this study, several design and construction cases of the pile bent system for bridges were introduced. The lateral displacement of the pile bent system is larger than the displacement of pile cap system, due to the smaller bending stiffness and the longer unsupported length. So, the analysis of the lateral pile displacement is main factor for the design of pile bent system and superstructure. For the accurate estimation of the pile displacement, an iterative analysis method was developed. The superstructure was analyzed regarding the pile foundation as $6{\times}6$ spring and the substructure was analysed using non-linear load transfer curves (p-y, t-z, q-z curve). And, to verify this analysis method, the estimated displacements are compared with the results of lateral load test. This analysis method is expected to be a viable alternative approach for the design of bridge foundation hereafter.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1132-1143
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• 2008

A single Column/Shaft which extended the pile to the column of the bridge with same diameter has better safety and economical profit, but it usually has larger lateral displacement due to lateral loads such as wind, earthquake, wave, etc. A series of horizontal pile load testing were performed to study the lateral behavior of single column/shaft with varying different free lengths and embedded pile lengths. Eight instrumented test piles were cast-in-placed by bonding strain gauges at certain locations on both faces of the pile to measure bending moment, from two-way loadings. Linear variable differential transformers(LVDTs) were installed to measure the lateral pile displacement. Based on this, it is found that the test single column/shaft with different free lengths shows different failure modes. If the test pile has a longer free length, the failure occurs at the near the ground surface, but the shorter one's failure occurs at the below the ground surface.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.349-356
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• 2010

In this study, a new design method of pile bent structure considering plastic hinge was proposed on the basis of the beam-column model. Based on the analysis results, it is found that the positioning of plastic hinge on the pile bent structure was influenced by nonlinear behavior of material and p-$\Delta$ effect. Moreover, concrete cracking began to occur at the joint section between the pile and column in case of pile bent structure with different cross-sections. The plastic hinge can be developed on the pile bent structure when large displacement was occurred, and pile bent structures can be maintained well only if it is developed on the column part. Therefore, in this study, the optimized cross-section ratio between column and pile was analyzed to induce the plastic hinge at the joint section between the pile and column. Based on this, the optimized diameter ratio of pile and column can be obtained below the inflection point of the bi-linear curve depending on the relations between column-pile diameter ratio($D_c/D_p$) and normalized lateral cracking load ratio($F/F_{Dc=Dp}$). And through this study, it is founded that in-depth limit($L_{As}$=0.4%) normalized by the pile length($L_P$) are proportionally decreased as the pile length($L_P/D_P$) increases up to $L_P/D_P$=17.5, and beyond that in-depth limit converges to a constant value. Finally, it is found that the proposed limit depth by taking into account the minimum concrete-steel ratio would be more economical design of the pile bent structure.