• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권9호
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• pp.11-18
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• 2017

수치해석기법을 이용한 말뚝의 거동특성 예측방법은 정재하시험비가 고가이기 때문에 공사 전 말뚝의 거동을 예측할 수 있다는 장점으로 설계단계에서 널리 이용되고 있지만 그 신뢰성에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 실제 현장에서 말뚝의 거동과 수치해석으로 예측한 말뚝의 거동을 비교함으로써 수치해석 기법의 신뢰성을 검증하였다. 지반과 말뚝의 상호작용에 의한 말뚝의 거동을 정확하게 파악하기 위하여 정재하시험이 수행되는 지반에서 시추조사, 현장원위치시험 등을 통해 지반특성을 확인하였고, 실규모 정재하시험을 수행하여 말뚝의 거동특성을 분석하였다. 정재하시험이 수행된 방식과 동일하게 수치해석을 모사하여 재하시험과 동일한 하중단계에서 말뚝의 거동을 수치해석으로 모사하여 현장시험 결과와 비교함으로써 수치해석 기법의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권8호
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• pp.5-12
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• 2019

상부구조물은 여러 개의 말뚝 기초를 말뚝 캡으로 연결한 무리말뚝이 사용되고 있다. 무리말뚝 설계 시 상부구조물의 연직 및 수평하중은 말뚝 기초가 지지할 뿐 말뚝 캡의 지지효과는 무시하였다. 그러나 최근 상부구조물의 연직하중에 대한 안정성 범위에서 말뚝 기초의 사용량을 줄이기 위해 말뚝 캡의 지지효과를 반영하기 위한 연구가 진행되고 있으나 수평하중에 대한 말뚝 캡의 지지효과에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 수평 지진 하중을 받는 무리말뚝에서 말뚝 캡의 변화가 무리말뚝에 미치는 영향을 확인하기 위해 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 말뚝 캡 크기를 변화시켜 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 말뚝 캡의 크기가 상부구조물 및 무리말뚝의 동적 거동에 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 말뚝 캡의 크기가 증가할수록 지반 구속 효과로 인해 지반과 말뚝 기초가 일체 거동하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.27-38
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• 2019

균질한 지반에서 말뚝의 지지력은 선단지지력과 주변마찰력의 합이며, 사질지반에서는 주변마찰력이 선단지지력보다 우세한 것으로 알려져 있다. 다수의 말뚝을 근접하여 설치하는 무리말뚝에서는 말뚝 하나하나의 지지력이 말뚝 상호간 간섭에 의해 달라질 수 있으므로, 말뚝의 근접도에 따라서 선단지지거동과 주변마찰거동의 변화를 정확하게 파악하여 말뚝을 설계해야 한다. 따라서 본 연구에서는 주면마찰거동의 영향을 배제한 상태에서 무리말뚝의 선단지지거동을 측정하기 위해 크기가 일정한 원형 토조에서 여러 가지 직경과 깊이로 말뚝을 설치하고 상대밀도가 균일한 모래지반을 조성한 후 선단지지력을 측정하여 무리말뚝의 근접도에 따른 영향을 확인하였다. 연구결과 말뚝의 선단저항력은 비교적 뚜렷하게 극한값을 나타냈다. 말뚝의 극한선단지지력은 주면마찰력과 말뚝의 직경에 의한 영향을 적게 받으며, 말뚝관입길이가 깊어질수록 일정한 값에 수렴하였다. 또한, 무리말뚝에서 인접한 말뚝이 말뚝 직경만큼 서로 이격되어 있으면 인접말뚝의 영향이 거의 없었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.27-34
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• 2010

본 연구에서는 유한요소해석을 실시하여 지반굴착으로 인해 융기(heaving)가 발생하는 지반에 사전에 근입된 말뚝의 거동에 대한 분석을 실시하였다. 수치해석에서는 말뚝과 점토사이 경계면에서의 미끄러짐(소성항복)을 고려하여 그 상호거동에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 말뚝의 상향변위, 말뚝과 인접지반의 상대변위, 말뚝에 작용하는 전단응력 및 인장력을 분석하였다. 특히, 수직응력의 감소로 인해 말뚝과 인접지반에서의 전단응력이 전이되는 메커니즘에 대한 심도있는 분석을 실시하였다. 굴착에 의해 수직응력이 감소하여 말뚝과 인접지반 사이에서의 상대변위 및 전단응력이 변화하였다. 말뚝 대부분의 위치(Z/L=0.0-0.8)에서는 상향의 전단응력이 발생하였으나, 말뚝 선단부 부근(Z/L=0.8-1.0)에서는 하향의 전단응력이 발생하였고, 이로 인해 말뚝에는 인장력이 발생하였다. Z는 임의의 심도, L은 말뚝의 길이이다. 수치해석을 통해서 분석된 말뚝의 거동에 대하여 상세히 보고하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.131-141
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• 2007

말뚝 기초의 거동은 말뚝을 둘러싼 주변 지반의 특성에 좌우되므로, 항타 중의 지반거동을 계측하고 지반과 말뚝 거동간의 상관관계를 분석하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 말뚝 인접지반에 간극수압계, 경사계, 지표 변위말뚝, 그리고 말뚝 변형률계 등을 매설하여 낙동강 하구지역에 위치한 대심도 연약지반에 약 57m 관입깊이의 PHC 장대 말뚝을 항타하였을 때 말뚝 축하중 분포와 인접지반의 거동을 약 1년간 계측하고 그 결과를 분석하였다. 계측결과 매립하중과 항타에 의해 발생한 점토층 내의 과잉간극수압이 소산되면서 말뚝체 내에 부마찰력이 점차 증가하는 것으로 나타났다. 부마찰력에 의해 발생한 말뚝체의 최대 압축력 중 약 30%는 항타 중 증가한 과잉간극수압의 영향 때문으로 나타났다. 그러므로, 점성토 지반에 설치되는 대부분의 말뚝에 대하여 부마찰력을 고려한 설계를 수행할 필요성이 강조되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.127-149
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• 2003

본 교량은 교축방향에 대해 사각 60도인 90m 3경간 연속 완전 일체식 교대교량이다. 이 교량의 상부슬래브 콘크리트 타설후, 7일간의 콘크리트 양생에 따른 H말뚝의 수평거동을 알아보기 위하여, H말뚝 축방향으로 매설형 경사계와 변형률계를 설치하여 계측을 실시하였다. 이때 계측 결과를 수화열 및 건조수축 전용프로그램인 HACOM의 해석결과와 H말뚝의 횡방향 비선형 p-y 모델해석 거동에 비교하였다. 그 결과에 의하면, 실측한 H말뚝의 수평변위는 상부슬래브 콘크리트가 양생함에 따라 발생하는 수화열과 건조수축에 영향을 받았고, 그 크기는 각각 2.2mm, 1.4mm이었다. 말뚝 축방항 수평변위의 변곡점은 교대 기초저면에서 1.3m 위치에서 발생하였다. 이는 이 교량의 교대말뚝은 말뚝머리 고정조건으로 거동하는 것이 아니라 이와 매우 유사한 거동을 보였다. 그리고 실측한 말뚝의 휨응력 거동은 말뚝머리 회전구속과 같은 거동을 보이지 않고, 연직방향의 하중전이와 같은 거동을 나타내었다. 또한 교대말뚝의 비선형 p-y 모델해석으로 구한 최대휨응력 증분량의 크기는 약 300(kgf/$\textrm{km}^2$)이었고, 교대말뚝의 계측기 부착위치와는 무관하게 실측한 값보다 약 2배 크게 발생하였다. 그리고 말뚝의 비선형 p-y 모델해석에서 말뚝의 수평하중, 최대수평 변위, 최대휨응력, 최대휨모멘트는 콘크리트 양생시간에 따라 모두 선형적인 거동을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.53-60
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• 2008

본 연구에서는 균질 지반에 매설된 단독말뚝에 수평하중이 작용할 경우 말뚝 배면지반에서 발생되는 여러 가지 거동 특성, 즉 말뚝 배면지반의 변형영역, 파괴면의 경사각, 그리고 회전절점과 같은 거동 특성을 모형실험을 통하여 규명하고자 모형실험을 수행하였다. 이는 말뚝의 휨력에 대한 저항력 산정에 매우 중요한 사항이다. 그 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 수평하중이 작용하는 단독말뚝 배면지반에서 쐐기 파괴면은 거의 선형적인 거동 특성을 나타내고, 말뚝과 파괴면이 이루는 경사각은 말뚝 길이, 말뚝 두부의 변위에 상관없이 지반의 상대밀도 증가에 따라 조금씩 증가하다 일정한 값으로 수렴하는 경향을 나타낸다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.59-67
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• 2011

유리섬유복합관을 이용한 FRP-콘크리트 합성말뚝에 대하여 연직하중을 받는 FRP-콘크리트 합성말뚝의 지반의 변형과 말뚝의 복합적인 상호거동을 분석하여 현장에 적용할 수 있는 효과적인 말뚝의 적용성을 평가하고자 한다. 이 연구에서는 CFFT 감재-콘크리트 합성말뚝과 FRP를 원주방향으로 보강한 FRP-콘크리트 합성말뚝(CFFT)과 관련하여 발생하는 문제점들을 완하시키기 위해 새롭게 제안된 콘크리트 채움 원형 FRP 말뚝(HCFFT)의 구조적 거동에 대한 실내시험을 통한 FRP-콘크리트 합성말뚝의 재료의 역학적 성질을 규명하여 해석 및 설계에 필요한 역학적 성질을 제시하였다. 아울러 실내시험 결과를 유한차분 수치해석 기법을 적용하여 연직하중 작용 시 단일말뚝인 경우 강관말뚝과 FRP-콘크리트 합성말뚝에 거동을 비교분석하여 적용성을 확인해 보았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.21-29
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• 2010

본 논문에서는 소음과 진동이 거의 없고 환경친화적 공법으로 기대되는 무소음 무진동을 위한 스크류콘크리트말뚝공법을 소개하였고, 기존 PHC말뚝과 스크류콘크리트말뚝에 대하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과 각 말뚝의 지지력 및 침하량 거동을 분석하였고 비교하였다.