• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.71-84
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• 2023

국내 구조물 기초설계기준은 전체 말뚝 수량의 1~3%에 대해 동재하시험 또는 정재하시험을 수행하도록 규정하였다. 나머지 약 97%에서 99% 말뚝의 시공 품질은 통상적으로 항타 관입량으로 관리한다. 대다수 말뚝에 적용되는 기존 관입량 관리방식에서 항타 에너지도 함께 고려하는 항타공식으로 말뚝의 시공 품질을 관리한다면 신뢰성이 향상될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 기존 항타공식의 국내 말뚝 관리 활용 가능성을 검토하였다. 하지만, 해외에서 만들어진 기존 항타공식들은 상대적으로 얕은 깊이에 풍화암이나 연암이 있으며 매입 말뚝을 주로 활용하는 국내 실정에 맞게 개선할 필요가 있다. 그러므로, Modified Gates 공식을 국내 데이터를 활용하여 개선하였고, 이를 활용한 말뚝 관리 가능성을 확인하였다. 개선된 공식은 적은 변수를 활용함에도, 동재하시험과 유사한 수준의 정확도로 매입 말뚝 지지력을 예측하였다. 제안된 항타공식은 향후 말뚝의 시공 품질관리에 실무적으로 잘 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.197-203
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• 2002

The estimation of pile bearing capacity is important since the design details are determined from the result. There are numerous ways of determining the pile design load, but only few of them are chosen in the actual design. According to the recent investigation in Korea, the formulas proposed by Meyerhof based on the SPT N values are most frequently chosen in the design stage. In the study, various static and dynamic formulas have been used in predicting the allowable bearing capacity of a pile. Further, the reliability of these formulas has been verified by comparing the perdicted values with the static and dynamic load test measurements. Also in cases, these methods of pile bearing capacity determination do not take the time effect consideration, the actual allowable load as determined from pile load test indicates severe deviation from the design value. The principle results of this study are summarized as follows : A a result of estimate the reliability in criterion of the Davisson method, in was showed that Terzaghi & Peck > Chin > Meyerhof > Modified Meyerhof method was the most reliable method for the prediction of bearing capacity. Comparisons of the various pile-driving formulas showed that Modified Engineering News was the most reliable method. However, a significant error happened between dynamic bearing capacity equation was judged that uncertainty of hammer efficiency, characteristics of variable , time effect etc... was not considered. As a result of considering time effect increased skin friction capacity higher than end bearing capacity. It was found out that it would be possible to increase the skin friction capacity 1.99 times higher than a driving. As a result of considering 7 day's time effect, it was obtained that Engineering News. Modified Engineering News. Hiley, Danish, Gates, CAPWAP(CAse Pile Wave Analysis Program ) analysis for relation, respectively, $Q_{u(Restrike)}$ $Q_{u(EOID)}$ = 0.971 $t_{0.1}$, 0.968 $t_{0.1}$, 1.192 $t_{0.1}$, 0.88 $t_{0.1}$, 0.889 $t_{0.1}$, 0.966 $t_{0.1}$, 0.889 $t_{0.1}$, 0.966 $t_{0.1}$

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.75-91
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• 2014

횡하중이 작용하는 짧은말뚝의 지지거동에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 분석을 문헌과 사례를 통해 제시하였다. 가상고정점은 $1/{\beta}$를 일률적으로 적용하는 것보다 지반의 강성에 따라 적용되어야 하고, Chang(1937)법과 P-Y 해석법이 유사한 고정점 위치를 예측하였다. 점성토의 수평지지력은 실내와 현장이 다른 특성을 보였고, 평가방법은 실내시험에서는 모두 과소예측을 하였고, 현장은 과소 또는 과대 예측을 한다. 현장실험에서는 Hansen(1961)법이 비교적 실측에 근접한 예측결과를 제시하였다. 사질토의 수평지지력 평가법은 실내시험에서는 과대예측을 하였고, 현장도 대부분 과대예측한다. 경험적 수평지지력 분포도를 사용한 Zhang(2005)법이 비교적 실측에 근접한 예측 결과를 보였다. 본 연구에서는 점성토 지반에 대하여 극한수평지지력 분포도 및 산정방법을 제안하였다. 제안법은 다른 방법에 비해 실측과 가장 근접한 결과를 추정하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.15-23
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• 2006

모래다짐말뚝 및 쇄석말뚝 공법의 경우, 연약지반의 보강, 극한지지력의 증대 및 기초지반의 압밀을 가속화시키기 위한 목적으로 지난 수십 년간 폭넓게 적용되고 있다. 쇄석말뚝공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 쇄석 등을 이용하여 다짐말뚝을 형성, 연약지반을 개량하는 공법이지만 횡방향 구속압력이 충분하게 발휘되지 않는 지반에서는 팽창파괴(bulging failure)에 대한 저항이 없어 적용이 불가능하게 된다. 따라서 본 연구에서는 쇄석말뚝의 활용도를 높이기 위해 팽창파괴 및 전단파괴 등을 방지하여 침하량을 상당부분 억제시킬 수 있는 고강도 지오그리드 보강 쇄석말뚝공법을 개발하였다. 본 공법 개발을 위해 삼축압축시험을 통하여 치환율 및 구속압력에 따른 일반적인 쇄석말뚝의 거동특성을 우선 살펴보았다. 아울러 유한요소 해석을 통한 3차원 수치해석을 시행하여 지오그리드의 종류 및 지오그리드 보강심도변화에 따른 지오그리드 보강 쇄석말뚝공법의 거동특성 및 침하저감효과를 평가함으로써 지오그리드 보강 쇄석말뚝의 적용성을 평가해 보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.281-293
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• 2002

기존의 말뚝 설계방법들은 시공 및 재하시험 결과들로부터 축적된 말뚝거동에 대한 경험을 바탕으로 이루어 졌다고 할 수 있다. 이와 같이 만들어진 암에 근입된 말뚝의 설계에 대한 전통적인 방법들에 대해 고찰한 결과, 암에 근입된 말뚝의 경험적인 설계방법들은 설계시 상당한 불확실성을 내포하는 것으로 나타났다. 따라서 본 논문에서는 암에 근입된 말뚝의 주면저항을 예측하는 새로운 방법에 대한 기본원리를 고찰하였다. 이 방법으로 예측한 말뚝의 지지력은 현장에서 측정한 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 제한된 변수연구 결과이지만 본 연구를 통해 암의 거칠기와 말뚝의 직경은 암반에 근입된 말뚝의 거동에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다 또한 국내 화강편마암에 대한 현장 사례연구를 통해 이방법의 적용성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권12호
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• pp.31-40
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• 2010

본 연구에서는 수직 및 수평하중을 받는 말뚝기초의 두부구속조건(고정단, 힌지단)에 따른 3차원 수치해석을 수행하였다. 수평하중과 수직하중 작용 시 말뚝과 기초의 강결합(고정단)이 힌지결합에 비하여 말뚝두부에서 횡방향 강성 및 단면 발생모멘트(휨모멘트)가 크게 나타나고 전면기초(raft)에서 발생하는 전단력도 크게 나타남을 알 수 있었다. 따라서 말뚝의 두부구속조건이 말뚝기초 전체의 거동에 지대한 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 힌지결합이 강결합과 비교하여 전면기초의 두께 및 말뚝의 철근 배근량을 감소시킬 수 있기 때문에 허용변위를 만족하는 선에서 경제적인 말뚝기초의 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.55-67
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• 2006

IGM(Intermediate Geomaterial)에 근입된 현장타설말뚝의 설계를 수행하기 위해서는 대상 지반의 강도특성을 알아야 하고, 이를 위해 IGM에 대한 일축이나 삼축 등의 압축강도시험을 수행한다. 그러나, 설계 대상의 IGM지반이 풍화가 된 경우에는 압축강도시험을 통한 강도특성 파악이 힘들다. 이러한 경우에는 압축강도시험을 대체하여 IGM지반의 강도 특성을 파악할 수 있는 방법들이 필요로 한다. 본 연구에서는 현재 텍사스주 도로국(Texas Department of Transportation)에서 말뚝기초의 설계인자로서 사용 중인 텍사스 콘 관입시험(Texas Cone Penetrometer Test)을 이용하여 IGM지반의 역학특성을 파악하였다. 그리고 미국의 텍사스주 지역에 분포하는 IGM지반인 셰일(Clay Shale)과 석회암(Limestone)을 대상으로 시험현장을 선택하였고 말뚝재하시험과 텍사스 콘 관입시험을 수행하였다. 본 연구결과를 바탕으로 텍사스 콘 관입시험과 IGM 근입 현장타설말뚝의 주면마찰력과 선단지지력과의 상관관계를 제시하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.21-32
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• 2020

세계적으로 대규모 인프라 구조 건설 시장이 확대됨에 따라 극한지 및 극서지와 같은 극한 환경에서의 토목 구조물 시공이 계획 혹은 시공 중에 있다. 이에 따라 구조물의 지지력 확보를 위한 말뚝 기초의 시공이 필수적이나 극한지 및 극서지의 지반 변형 가능성으로 인해 말뚝 기초의 안정성 및 기능 상실이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 새로운 형식의 말뚝 기초를 개발함으로써 지반 변형에 대응하고자 하며, 극한지 및 극서지에서 발생 가능한 지반 변형을 크게 융기 및 침하로 구분하였다. 지반 변형 대응형 말뚝은 강관 말뚝 내부에 수축 및 팽창이 가능한 실린더가 삽입된 형태로 융기 및 침하 과정에서 실린더의 거동에 따른 말뚝 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 수치해석 결과 지반 융기는 말뚝의 과도한 인장응력을 발생시켰으며, 실린더의 팽창 조건은 말뚝에 작용하는 인장 응력을 분담해 주어 전체적으로 말뚝에 작용하는 축 응력을 감소시켰다. 지반 침하는 부주면 마찰력 발생에 따른 말뚝의 압축응력을 증가시켜 주었는데, 실린더는 중립점 이하에 위치하여 수축 거동 시 최적의 효율을 보여주었다. 하지만 지반 변형 대응형 말뚝 시공 시 수축 및 팽창량은 상부 구조체의 허용 변위 범위를 준수하여야 하며, 설계 시 이에 따른 고려가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4205-4209
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• 2011

식물 뿌리의 극한 횡방향 저항력을 알아보고자 수치해석을 수행하였다. 수치해석으로 모사한 식물뿌리의 극한 횡방향 저항력은 해석에서 가정한 점착력값들에 따라 기존의 공동팽창이론에 의한 연구결과값과 지지력해에 의한 값 사이에 분포하였으며 비교적 지지력해에 의한 값에 가까웠다. 또한, 수치해석결과를 회귀분석하여 얻은 지지력계수 $N_c$는 33이었다. 수치해석 결과에 따르면 극한 횡방향 저항력에 대응하는 항복변위는 점착력값에 따라 뿌리 지름의 0.08~0.29배 범위의 값을 보여주는데 작은 점착력값에 대한 항복변위는 큰 말뚝 지름에 대한 기존의 연구결과에 근접한 값을 보여주었으며 점착력이 증가함에 따라 작은 말뚝지름(=1cm)에 대한 연구결과에 근접한 값을 보여주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.207-216
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• 2003

본 연구에서는 철탑의 기초로 사용이 증가되고 있는 현장타설말뚝의 크기를 줄이기 위한 방안으로 말뚝주면에 가시모양의 보강재를 타설.정착시켜 지지력을 증가하는 보강형 현장타설말뚝에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 보강재에 의한 지지력 증가효과의 크기를 정량적, 정성적으로 알아보기 위해 풍화토, 풍화암, 연암지반 등 국내의 대표적 지반을 대상으로 보강재의 단수, 경사 및 위치 등을 변화시켜 해석을 실시하였다. 보강재 단수변화의 경우, 풍화암과 연암지반에서는 단수증가에 따라 비례적으로 보강효과가 증가하였지만 풍화토의 경우 단수의 증가에 따라 보강효과 증가율이 작아지는 결과가 나타났다. 위치변화의 경우, 수평하중재하시 보강재가 상단에 위치한 경우가 하중을 직접적으로 지지하기 때문에 가장 보강효과가 좋은 것으로 나타났지만 압축, 인장하중의 경우 큰 차이가 나타나지 않았다. 경사변화의 경우, 연직하중일 때는 보강재 전 길이에 걸쳐 축력이 최대로 발휘되는 60$^{\circ}$의 경사일 때 보강효과가 가장 크게 나타났다. 하지만 수평하중일 때는 하중재하 방향과 일치하는 0$^{\circ}$에서 보강효과가 전반적으로 좋게 나타났다.