• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.428-431
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• 2005

본 연구에서는 연약지반에 축조된 잔교구조물 강관말뚝기초의 변위 및 응력을 시공단계별로 계측하여 결과를 분석하였다 말뚝의 응력상태는 초기 상태에서 사석투하 등에 의한 압축응력을 받으나, 배면매립이 진행됨에 따라 지반의 측방유동에 의하여 인장응력을 받는 상태로 되었다. 배면매립 및 선행하중 단계에서 급격한 응력의 변화를 보이며, 경사말뚝은 설치방향에 따라 차별화된 응력상태를 보였다. 말뚝수평변위는 매립이전까지는 해상방향으로 약간의 변위가 안정되게 유지되었으나. 매립단계에서 급격하게 변위가 증가하고, 이어 선행하중에 의한 변위가 중첩되어 추가적으로 증가하는 양상을 보였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.155-163
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• 2023

말뚝이 결합된 블록식 안벽의 말뚝 근입깊이의 영향에 따른 거동파악을 하기 위해 잔류수위차 크기와 상치 콘크리트 유무 조건에 대하여 2차원 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과, 말뚝의 근입에 따라 안벽의 수평변위의 억제 효과가 나타나는 것을 확인하였으며, 말뚝이 사석층까지 근입된 경우에서 수평변위 억제 효과가 가장 크게 나타났다. 말뚝이 근입되지 않은 조건에서는 잔류수위차가 증가함에 따라 안벽의 수평변위도 비례적으로 증가하는 것으로 나타났다. 하지만 말뚝이 지반에 근입된 경우 잔류수위차가 증가하더라도 안벽의 수평변위에 대한 제어가 크게 발휘되었다. 상치콘크리트 유·무에 따른 블록식 안벽의 수평변위는 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 말뚝의 근입깊이가 사석층까지 근입된 경우 조건에서는 말뚝이 짧은 말뚝에서 보이는 회전 거동을 보이는 것으로 나타났다. 말뚝의 근입깊이가 더 깊어짐에 따라 중간 말뚝의 거동과 같은 휨거동 양상을 보이는 것으로 해석되어 말뚝이 결합된 블록식 안벽에서 말뚝이 수평변위 억제에 크게 기여하는 것을 알 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.57-64
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• 2012

본 연구에서는 모형실험을 실시하여 수평하중 작용 시 무리말뚝의 거동을 평가하였다. 암반을 모사한 콘크리트 블럭에 모형말뚝을 말뚝직경(D)의 1배로 근입시키고, 상부에 모래를 1m 깊이로 포설한 $2{\times}3$ 배열의 무리말뚝에 대하여 모형실험을 실시하였다. 그리고 말뚝길이는 11D, 15D와 20D의 세 종류이다. 각 조건에 대한 모형실험의 결과를 수평하중-변위 곡선으로 나타냈으며, 지반 속에서 발생한 말뚝의 변위를 측정하였다. 모형실험 결과, 말뚝 길이/직경의 비(L/D)가 작아질수록 항복하중은 커지고, 항복하중에서의 수평변위는 증가하는 경향을 나타냈다. 도로교설계기준의 수평변위 기준인 15mm에서의 하중을 비교한 결과, L/D가 11, 15, 20에서의 항복하중은 각각 11.7, 6.2, 3.4kN으로 나타났다. 모든 실험 조건에 대하여 지반 속에서 발생한 말뚝의 수평변위는 거의 직선적으로 나타났고, 모형 말뚝이 콘크리트 블록에 소켓된 지점에서 파괴가 발생하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.267-275
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• 2009

강관합성말뚝은 외부 강관의 합성 구속효과에 의해 말뚝강도가 커지고, 연성파괴 거동이 발생한다. 본 연구에서는 해상 지반에 근입된 말뚝에 대하여 말뚝재료의 항복거동 및 지반의 탄소성 거동을 함께 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하여 하중-변위 거동 및 강관합성말뚝의 보강효과를 분석하였다. 이를 위하여 강관, 콘크리트, 강관합성말뚝에 대하여 각각 말뚝직경과 재하방향에 따른 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 수직방향 극한지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝과 비교하여 평균 1.90배, 콘크리트 말뚝에 대하여는 평균적으로 동일한 지지력을 보여주었다. 허용변위 기준에서의 수평방향 지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝에 비하여 평균 1.46배, 콘크리트 말뚝에 비하여 평균 1.25배 큰 것으로 나타났다. 그리고, 허용변위 기준에서의 강관합성말뚝의 말뚝두부 변위는 평균적으로 강관말뚝의 약 78%, 콘크리트 말뚝의 약 53%로 나타나 강관합성말뚝의 변위억제 효과가 큰 것으로 나타났다. 본 해석조건에서 강관합성말뚝의 수직방향 극한지지력 증가효과는 작았지만 수평방향 재하시의 강관합성말뚝의 변위억제 효과에 의해 현장타설말뚝의 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.2403-2407
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• 2012

압축하중을 받는 말뚝의 하중-침하관계를 구하기 위한 하중전이법에서는 말뚝을 유한개의 요소로 분할하고 각각의 요소들에 대하여 말뚝주면변위와 주면 전이하중 그리고 말뚝선단변위와 선단저항력 사이의 적합조건으로부터 말뚝 요소의 단면력과 변위를 계산하게 된다. 통상적인 하중전이법에 의할 경우 모든 말뚝요소들에 대하여 하중-변위 사이의 적합조건을 만족하도록 반복계산을 수행해야 하므로 계산량이 과다한 단점이 있다. 본 연구에서는 압축하중을 받는 말뚝에 대한 미분방정식을 유한차분식으로 정식화하여 말뚝 바닥요소를 제외한 요소에 대해서는 반복계산 없이 직접 말뚝 단면력과 변위량을 계산할 수 있는 간편 계산법을 도입하였다. 간편 계산법에 의한 계산결과를 기존의 해석자료와 비교하여 보았는데 하중-침하관계와 말뚝 단면력 분포가 일치함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.55-66
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• 1997

본 연구에서는 그물식 뿌리말뚝의 타설경사각과 횡방향저항력 사이의 관계를 비교분석하고자 여러가지의 타설경사각을 갖는 모형 그물식 뿌리말뚝을 제작하여 모형지반에 설치한 다음 횡방 향재하시험을 하였다. 모형 뿌리말뚝의 배치는 12개의 말뚝을 6개씩 2개의 크고 작은 동심원에 접하도록 하였는데 각각의 시험에 사용한 모형말뚝은 $0^{\circ}\;, 5^{\circ}\;, 10^{\circ}\;, 15^{\circ}\;, 20^{\circ}\;, 25^{\circ}$의 타설경사각을 갖 는 직경 5m의 강봉에 모래를 입힌 것이다. 횡방향하중을 받는 뿌리말뚝에 있어서 실험을 통해 얻은 하중변위곡선으로 판단해 볼 때 1mm정도의 횡방향변위에서는 타설경사각이 커질수록 횡방향저항력도 커지지만 최적 타설경사 각은 횡방향변위가 증가할수록 감소하며 6mm의 횡방향변위에서는 $17.5^{\circ}$. 타설경 사각 $0^{\circ}$횡방향저항력에 대한 최적 타설경사각에서의 횡방향저항력의 비는 횡방향변위가 증가할수록 감소하므로 횡방향변위가 커질수록 말뚝을 경사지게 배치함으로써 얻는 저항력 증대효과는 줄어들 것으로 예상된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.17-26
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• 2017

해상구조물, 송전탑 등을 지지하는 말뚝기초는 바람, 조류, 파랑 등의 영향으로 횡방향 반복하중을 지배적으로 받으며, 이는 말뚝 주변 지반에 영구수평변위를 발생시켜 구조물의 안정성 및 기능성을 저해한다. 본 연구에서는 횡방향 반복하중에 의해 발생하는 말뚝의 영구수평변위를 평가하기 위하여, 서로 다른 세 가지 상대밀도(40%, 70%, 90%)로 조성된 건조 및 포화 모래지반에서 모형말뚝시험을 수행하였다. 모형시험 결과, 모든 시험조건에서 말뚝에 재하 된 횡방향 반복하중은 말뚝 주변 지반에 영구수평변위를 발생시켰다. 누적된 영구수평변위의 크기는 말뚝에 재하되는 횡방향 반복하중의 크기 및 재하횟수가 증가함에 따라 증가하였지만, 1회 재하로 인하여 발생되는 영구수평변위의 증가량은 점차 감소하였다. 또한, 말뚝에 발생하는 영구수평변위는 지반의 상대밀도가 클수록 작게 발생하고, 지반이 포화되면 크게 발생되는 것으로 평가되었다. 추가적으로, 누적 영구수평변위를 최초 재하 시 발생한 영구수평변위로 정규화한 영구수평변위를 평가하였으며, 이를 모래지반의 상대밀도, 횡방향 반복하중의 재하횟수에 관한 식으로 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.199-208
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• 2001

본 연구의 목적은 교대가 설치된 지반의 사면안전율과 교대측방변위의 관계를 분석하여 교대의 측방이동 판정기준을 마련하고자 함에 있다. 이를 위하여 국내의 연약지반에 설치된 30개 교대의 측방이동사례를 조사하고, SLOPILE (Ver 2.0)프로그램을 이용하여 교대의 측방변위와 교대기초말뚝의 사면안정효과를 고려한 사면안정해석을 실시한다. 해석결과 교대기초말뚝의 실측측방변위를 고려할 경우 1.8이상 되어야 한다. 또한, 교대기초말뚝의 허용측방변위량에 따른 사면안정 해석결과, 교대의 허용측방변위가 작게 규정될수록 사면안정성에 기여하는 말뚝의 효과는 감소하고 있음을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.239-249
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• 1999

본 논문에서는 측방변형을 받는 수동 군말뚝의 거동특성을 연구하기 위해 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 상대밀도와 두부구속조건을 변화시킨 단독말뚝과 말뚝 중심간격이 말뚝직경(D)의 2.5, 5.0, 7.0배가 되는 1열 군말뚝에 대한 모형실험을 실시하였다. 실내모형실험은 주문진 표준사와 화강 풍화토에 근입된 수동말뚝에 직사각형 형태의 측방변위를 점진적으로 가하여 주문진 표준사에 대해 총 32회, 화강풍화토에 대해 총 16회의 실험을 실시하였다. 주문진 표준사에 대해서는 알루미늄과 PVC말뚝을, 화강풍화토에 대해서는 PVC 말뚝만을 사용하였다. 그 결과 수동말뚝에서 발생하는 최대 휨모멘트와 말뚝변위는 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 지반조건, 두부구속조건에 따라 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 1열 군말뚝은 두부 구속조건에 상관없이 말뚝중심간격 7.0D 이하에서 그룹효과가 나타났으며, 7.0D에서 거의 단독말뚝과 같은 거동을 보임을 알 수 있었다. 말뚝의 간격이 좁아짐에 따라 말뚝의 변위와 휨모멘트 모두 감소하였다. 아울러 말뚝의 휨강성이 클수록 휨모멘트는 증가하나 변위는 감소하고, 상대밀도가 클수록 휨모멘트와 변위는 커지는 경향을 보였다. 상대밀도에 대한 휨모멘트의 크기 변화는 고정단에 의한 실험보다 자유단에 의한 실험에서 더 크게 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.99-107
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• 2013

매입말뚝의 수평저항 특성을 고찰하기 위하여 매입말뚝에 대한 수평재하시험을 실시하여 수평하중과 수평변위관계를 분석하였다. 말뚝수평재하시험은 시멘트 밀크가 말뚝매입길이의 50%, 70%, 100%로 주입된 6개의 말뚝에 대하여 실시하였다. 시멘트 밀크의 주입비(시멘트 밀크 주입길이/말뚝의 길이)는 매입말뚝의 수평변위, 항복하중, 수평지지력에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 시멘트 밀크의 주입비가 증가할수록 매입말뚝의 수평변위가 발생되기 시작하는 위치는 지표면에 가까워지며 말뚝의 수평변위는 감소한다. 그리고 말뚝의 수평지지력과 항복하중은 시멘트 밀크 주입비가 증가할 수록 크게 나타났다. 시멘트 밀크 주입비가 1인 매입말뚝의 항복하중과 극한수평지지력은 시멘트 밀크 주입비가 0.5인 경우보다 약 2~3배 정도 크게 나타났다.