• 토지주택연구
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• 제4권3호
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• pp.271-277
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• 2013

수평하중을 받는 말뚝의 거동 예측에는 일반적으로 비선형 p-y 곡선을 이용한 BNWF(Beam on Nonlinear Winkler Foundation) 해석법이 주로 사용된다. BNWF 해석법은 다양한 사례를 통하여 정확성이 입증된 반면 군말뚝의 경우 p-multiplier를 사용해야 하는 단점을 가지고 있다. 이와같은 단점은 유한요소 또는 차분법의 사용으로 해결할 수 있다. 이 방법 적용 시, 지반과 말뚝은 솔리드 요소로 모델링된다. 하지만, 말뚝을 솔리드 요소로 모사하게 되면 회전 자유도가 없어 정확성이 감소하며 이를 극복하기 위해서는 요소의 크기를 현저하게 감소시켜야 하지만 3D 해석에서 요소 수의 증가는 막대한 연산시간이 요구되므로 적용에 문제가 있다. 본 연구에서는 이와 같은 단점을 극복하는 빔요소와 Rigid 링크를 이용한 말뚝 모델링 방법을 구축하였으며 이의 적용성을 현장시험결과와 BNWF의 비교를 통하여 검증하였다. 사용된 해석 프로그램은 지진공학용으로 개발된 OpenSees이다. 비교 결과, 빔요소와 Rigid 링크를 이용한 방법은 비교적 정확하게 현장시험결과와 일치하는 것을 확인하였다. 추후 이 방법은 군말뚝의 해석에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-49
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• 2022

확장형 강관말뚝은 강관말뚝 내부에 확관장비를 삽입하여 강관을 확관하여 강관의 단면적을 증가시키는 공법으로 기존에 사용되는 마이크로파일과 비교하여 말뚝의 성능을 향상시킬 수 있는 공법이다. 본 연구에서는 실제 현장에서 강관의 확관이 가능한 확관장비를 개발하였다. 일련의 실내시험 및 현장시험을 통해 개발된 확관 장비의 강관 확장 성능을 확인하였다. 확관장치의 강관확관능력과 확관이 가능한 범위를 평가하기 위해 강관 확관장치의 최대압력에 대한 변형량과 확관시간을 측정한 결과, 강관두께가 얇을수록 변형량이 크게 발생하였으며 확관시간은 증가하였다. 두께 4.0mm 강관의 경우 두께 2.9mm 강관과 비교하여 변형량은 약 30% 적게 발생하였으나, 확관시간이 줄어드는 효과(약 40% 감소)를 얻을 수 있었다. 그리고 실제 지중에서 강관의 확관이 가능한지 확인하기 위해 현장 확관시험을 수행하였으며 지중에서 확관 후 확관 상태를 확인한 결과, 본 연구에서 개발한 강관 확관장치는 지중응력 조건에서도 강관 확관 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 확관하기 전 원상태의 강관과 확관 후 강관의 재료성능을 비교하여 확관형 강관말뚝의 역학적 안정성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권5호
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• pp.27-40
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• 2023

말뚝은 상부 구조물의 하중을 지지층으로 전달하는 구조체로 국내외 건설 현장에서 널리 사용되고 있다. 말뚝을 시공하는 방법은 지반조건, 시공위치, 주변현황, 환경적 요소, 공사비 등을 종합적으로 고려하여 결정하며 크게 직항타에 의한 타입방식과 선굴착 후 경타 또는 항타하는 방식으로 나눌 수 있다. 이 중 직항타는 말뚝 두부를 해머로 항타하여 원지반 내 소정의 심도까지 근입시키므로 항타 시 가해지는 에너지가 크고 이에 따른 항타진동 및 소음도 증가한다. 말뚝의 항타진동은 주변 시설물 및 지반에 영향을 미치므로 그 영향을 정량적으로 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 말뚝의 항타진동을 시간영역에서 산정하고, 직항타 시 말뚝과 인접하여 위치한 굴착면 및 가시설에 대하여 항타진동에 의한 영향을 유한차분해석법에 의한 2차원 동적수치해석을 통하여 분석하였다. 그 결과 파의 반사 및 재료감쇠가 적은 지표면에서 표면파에 의하여 지중보다 변위가 현저히 크게 발생하는 경향을 나타내었고 전체 변위 크기는 이격거리 증가에 따라 감소하나 수평방향 변위는 진동원과 먼 사면 상단부에서 연직방향 대비 더 큰 값을 보이며 법면부에 변위가 집중적으로 발생하는 특징을 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제3권2호
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• pp.169-175
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• 2012

최근, 지열 냉난방 시스템의 초기 공사비를 절감하기 위해 연구되고 있는 에너지 파일의 열교환량을 산정하기 위해 2종류(부속연결형, 슬링키형)의 현장타설말뚝형(PRD, 시공심도 4.5m, 직경 1,200mm) 에너지 파일을 시험시공하고 수치 시뮬레이션에 의해 효율을 상호 비교하였다. 상호 비교결과에 의하면 지중 교환량은 운전시작과 함께 채열에 의한 지중온도의 저하에 의해 점점 감소하였고 부속연결형의 평균 열원수의 온도차는 난방운전에서 $0.37^{\circ}C$, 냉방운전에서 $0.34^{\circ}C$로 나타났다. 또, 부속연결형의 난방운전시 열교환량 231.4W/m보다 냉방운전의 방열량은 252.2W/m로서 9% 높았고 슬링키형은 난방 기간 평균 열교환량이 168.0W/m로 부속연결형에 비해 약 27% 낮은 열교환량을 얻었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권8호
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• pp.5-13
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• 2020

노후시설물의 지하공간 확장공사 시 공사 중 소음 및 진동 문제 뿐만 아니라 기존 주민의 임시 거주공간 확보가 필요하고, 상업용, 공업용, 사회용 등의 시설물의 경우에는 시설물 이용의 중단에 따른 피해가 예상되므로, 지하증축 공사 중 소음 및 진동을 최소화하여 공사 중에도 기존 시설물의 이용을 가능하게 하는 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 가설구조물의 안정성 문제와 공사 중 발생되는 소음진동 문제를 효과적으로 해결하여 지하증축 공사 중 시설물을 이용하면서 진행한 공사현장의 시공단계별 계측결과로 가설구조물과 주변지반의 거동을 분석하여 국내 현실에 적합한 지하증축공사 모델을 제시하였다. 시공 시 발생되는 문제를 해결하기 위해 초기 굴착 후 슬라브 선타설공법을 적용한 현장의 계측결과(건물경사계, 균열측정계, 구조물경사계, 지표침하계)를 확인한 결과 건물경사계와 구조물경사계는 슬라브 선타설후 변위가 감소하거나 수렴하는 경향을 확인할 수 있었으며, 균열측정계와 지표침하계는 관리기준 이내의 안정적인 모습을 확인할 수 있었다. 이 결과로 볼 때, 지하증축 공사 시 지하층 슬라브를 선타설하는 것은 공사 중 발생하는 소음·진동의 문제를 해결해주는 것 뿐만 아니라 지하증축 공사 시 가설구조물의 안정성을 확보하는데 큰 역할하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권2호
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• pp.98-105
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• 2005

비교적 설계파가 낮고 지반이 연약한 경우에 적합하면서도 저렴하고 안전하게 시공할 수 있는 새로운 방파제 형식의 개발하였는데, 이 구조형식은 지반굴착공사에 널리 쓰이는 가로널식 말뚝과 유사한 형태이다. 이러한 새로운 형식의 방파제에 대한 구조거동은 수치해석을 통하여 평가할 수 있지만, 가로널과 말뚝 연결부의 비선형성, 재료의 비선형성, 지점조건의 비탄성 등으로 인하여 실제 현장의 구조거동과 수치해석상의 구조 거동은 차이가 있을 수 있다. 이러한, 수치해석과 현장거동사이의 구조거동의 차이를 살펴보기 위해서 본 논문에서는 수조모형 실험을 수행하여 파고, 지점조건, 앵커 케이블의 숫자에 따른 구조거동을 살펴보고 그 값을 수치해석 결과와 비교하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2020년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.133-134
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• 2020

The equation of end bearing capacity is applied differently depending on the type of pile, construction method, and load characteristics considering the construction standards. The bearing capacity equation of the design standard is presented in various ways according to the design conditions such as construction method and ground condition, etc. but, It does not reflect the ground strength according to the SPT-N value of weathered rock. This study analyzed the trend of allowable tip bearing capacity by pile diameter through about 480 dynamic loading tests conducted for the construction/quality management of piles for the last 6 years since 2015. The equation for the ultimate end bearing capacity per unit area according to the SPT-N value is presented. The proposed formula of ultimate end bearing capacity per unit area can be applied in the range of 15,000kN/m2 to 30,000kN/m2. The proposed formula, which complements the existing formula, enables pile design and construction/quality management.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.51-60
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• 2003

최근 도심지 및 주택지에서의 기초공사가 증가하면서 저소음ㆍ저진동 공법인 SIP가 지지력 및 경제성이 우수한 항타말뚝을 많이 대체하고 있는 실정이다. SIP가 국내에 사용된지가 15년이 지났고 해마다 사용량이 증가하고 있지만 SIP의 지지 메카니즘에 대한 정확한 규명이 부족하여 항타말뚝에 비하여 설계가 보수적인 실정이다. 본 논문에서는 국내 지반 및 시공조건에서 시공된 103본의 현장 SIP의 지지력을 분석하여 지지특성을 파악하고 적합한 설계법을 찾고자 하였다. 분석결과 SIP의 지지력이 항타말뚝에 비하여 40% 이상 작게 나타났으며 보수적인 Meyerhof(20$\bar{N}_b'A_b$) 방법으로 구한 지지력이 현장 재하시험결과에 제일 근접하였다. 보수적 인 설계를 탈피하여 보다 경제적인 최적설계를 이룩하기 위해서는 품질관리법을 국내 실정에 맞게 정립하여 시공하중을 높이는 선행과정이 필요한 것으로 분석되었다.

• 토지주택연구
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• 제2권3호
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• pp.277-285
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• 2011

동일 건축물의 지지력변화 구간이나 이질기초 부위에서 보강방법은 경험적이나 약식검토방법으로 처리되고 있으므로 이를 보완하기 위해 해석적 기법을 도입하여 발생 모멘트를 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 먼저, 문헌조사를 통한 현재의 보강대책 및 침하량 산정법에 대한 문제점을 도출하고 49$m^2$, 54$m^2$, 84$m^2$(I형 15층) 아파트를 대상으로 말뚝기초와 이질기초사이의 거동을 범용 구조해석 프로그램(SAP 2000)을 통해 구조해석을 실시하였다. 즉, 49$m^2$, 54$m^2$, 84$m^2$(I형 15층) 3가지 형태의 기초슬래브가 이질기초에 설치시 영향을 수치해석한 결과를 바탕으로 이질정도에 따른 발생 모멘트를 예측할 수 있도록 도표로 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.17-26
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• 2009

마이크로파일이 직접기초시스템으로 활용되는 경우 말뚝 캡이 설치되어 말뚝지지 전면기초의 래프트와 같은 역할을 수행하지만 마이크로파일 기초시스템의 하중분담 거동에 관한 연구는 미미한 실정이다 이에 본 연구에서는 말뚝캡이 씌워진 실물 크기의 마이크로파일 재하시험 자료를 바탕으로 3차원 비선형 유한요소해석을 실시하여 마이크로 파일과 래프트의 하중분담 거동을 분석하고 각각의 변수들이 하중분담 거동에 미치는 영향을 파악하였다. 해석 결과 $2{\times}1$ 마이크로파일 기초시스템의 경우 최종하중단계에서 약 50%의 하중을, 그리고 $2{\times}2$ 마이크로파일 기초시스템의 경우 약 30%의 하중을 캡이 분담하고 있는 것으로 나타났다. 또한 마이크로파일의 간격 및 경사각이 증가할수록 캡의 하중분담이 커지는 것을 알 수 있다.