• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.1-9
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• 2010

말뚝 상부에서 수평력 대부분을 저항한다는 매커니즘을 활용하여, 횡방향 하중이 대부분인 항만 및 해양구조물에 효율적으로 적용할 수 있는 새로운 말뚝 형식을 고안하였다. 이번 연구에서는 버켓 기초식 보강기법, 팽이 기초식 보강기법, 그라우팅식 보강기법 등 3가지 형태의 보강기법을 활용한 상부 확대형 횡방향 지지 증대 말뚝에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 이를 통해 지반의 종류를 비롯하여, 각 보강 기법의 종류, 말뚝의 종류 및 길이, 지반의 심도 등 다양한 변수가 말뚝의 횡방향 지지 거동에 미치는 영향을 검토하였다. 해석 결과, 버켓 기초를 활용한 경우 팽이기초나 그라우팅 기법 등 전반적으로 다른 보강기법을 활용한 경우에 비해 횡방향 지지력 효율이 상대적으로 가장 뛰어난 것으로 나타난다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.348-361
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• 1991

사질토 지반위에 놓인 띠기초에 뿌리말뚝을 사용하여 지반 보강할 때, 보강효과는 말뚝의 길이와 개수, 단면적, 근입 각도, 배치 간격, 탄성 계수, 흙과 말뚝과의 마찰계수 등에 영향을 받는다. 흙에서의 보강재의 작용은 인장력을 받는 것이 아니라 한 방향의 법선 병형률 속도를 감소시키거나 억제하는 것이다. R. H. Bassett와 N. C. Last는 속도특성곡선에서 변형률 속도가 인장이 되는 최소 주변형률 속도방향을 따라 보강재를 배치하는 것이 효과적이라고 하였다. 이 제안을 토대로 말뚝의 길이와 개수, 단면적, 근입각도, 배치 간격, 탄성계수 등을 변화시켜가며 2차원 유한요소해석을 실시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.5-18
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• 2006

쇄석말뚝과 조립토 다짐말뚝은 연약지반의 보강, 극한지지력의 증대 및 기초 지반의 압밀을 가속화시키기 위한 목적으로 지난 수십 년 동안 폭넓게 사용되고 있다. 조립토 다짐말뚝의 극한지지력은 조립토 말뚝의 팽창파괴를 억제하기위한 지반의 횡방향 구속압에 지배된다. 한편, 조립토 다짐말뚝은 충분한 횡방향 구속압이 발휘되지 못하는 압축성 점토지반이나 연약지반에서는 그 기능을 기대하기 어려운 점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 조립토 다짐말뚝과 일부 심도를 빈배합 콘크리트로 보강한 조립토 다짐말뚝에 대한 3차원 수치해석을 실시하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 또한, 본 연구에서는 수치해석결과를 바탕으로 침하저감계수에 대한 회귀분석식이 제시되었으며, 침하저감계수에 대한 변수분석을 통해 제안된 침하저감계수 회귀식의 타당성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.79-91
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• 2016

토목섬유를 보강한 성토지지말뚝(GRPS) 공법은 연약지반 상부에 건설되는 성토구조물의 잔류침하를 억제하고, 공사기간을 단축할 수 있는 방법으로 그 적용성이 확대되고 있다. 이에, 세계 각국에서는 다양한 연구를 통해 설계방법을 제안해왔지만, 동적하중을 고려한 시스템의 거동은 확실하게 규명되지 않은 실정이다. 본 논문에서는 섬유보강 지지말뚝 성토체내의 동적하중 전이 특성을 분석하기 위하여 실물크기의 시스템을 조성한 후, 반복재하 실험을 수행하였다. 실험은 토목섬유를 설치하지 않은 무보강, 토목섬유를 1겹 설치한 보강, 2겹 설치한 보강을 조건으로 총 3가지 경우로 나누어 진행하였다. 말뚝과 토목섬유 상부에 각각 하중계를 설치하여 반복재하 횟수에 따른 수직하중을 측정한 결과, 토목섬유의 보강효과를 제외하고 아칭효과에 의해서만 전이되는 반복하중은 오히려 인장력이 큰 토목섬유로 보강할수록 감소하는 경향이 나타났다. 그러나 최종 말뚝으로 전달되는 반복하중의 크기는 토목섬유를 보강하지 않은 경우와 1겹, 2겹 보강한 경우에서 모두 비슷한 것으로 평가되었다. 이는 토목섬유의 보강이 말뚝으로 집중되는 하중을 증가시킨다는 기존의 연구와는 상반된 결과로, 이를 바탕으로 반복하중 전이 메커니즘의 상관관계를 분석하고자한다 또한, 반복하중 재하 초기 말뚝으로의 하중전달 효과가 감소하는 경향이 보였으며, 이는 반복하중에 의한 아칭효과 감소에서 기인한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.47-56
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• 2016

연약지반을 매립한 지반에 굴착을 시행할 경우 흙막이 벽체를 설치하더라도 굴착에 따른 굴착배면 지반의 지하수 유출로 배면지반에 지반파괴가 발생한다. 이를 최소화하기 위해 지반파괴 저감 대책으로 억지말뚝을 적용한 실내모형 실험을 시행하여 무보강일 경우와 억지말뚝 보강시를 비교하여 침하량이 약 3배 정도 차이가 발생하는 보강효과를 확인하였다(Kim, 2014). 금번 연구에서는 이런 억지말뚝의 보강효과 확인에 따른 적정한 억지말뚝 간격비의 평가를 시행하였다. 말뚝 간격비를 0.66(억지말뚝 5개)과 0.76(억지말뚝 3개)로 구분하여 실험한 결과 억지말뚝 적용이 굴착시 지반파괴 저감에 대하여 효과는 있으나 일정간격 이상 좁은 경우 오히려 하중으로 작용할 수 있어 설계시 적절한 간격비의 조정이 필요함을 알 수 있었으며, 본 연구에서는 지반파괴의 저감효과가 있으면서 굴착배면의 하중으로도 작용하지 않는 적정 간격비는 0.7~0.8 정도가 적합하다고 판단되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.71-78
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• 2012

이 논문에서는 기존 PHC말뚝의 전단성능을 향상시키기 위하여 전단철근과 내부충전 콘크리트로 보강한 ICP 말뚝을 제안하였다. 허용응력 설계법을 바탕으로 전단철근 및 내부충전 콘크리트를 설계하였으며, 이를 바탕으로 2종류의 시험체를 제작하여 KS규격에 따라 전단시험을 수행하였다. 전단시험 결과, KS규격에 의거한 시험방법으로는 전단파괴를 얻을 수 없었으나, 제안된 방법에 의한 전단보강효과는 충분히 검증할 수 있었다. ICP말뚝 시험체의 전단 저항력은 기존 PHC말뚝에 비하여 평균 2배 이상으로 증진되는 것으로 나타났다. 또한 축방향 철근을 추가 보강한 ICP말뚝 시험체의 전단 저항력은 기존 PHC말뚝에 비하여 평균 2.5배 이상 증진되었다. 한편 허용응력설계법에 따라 결정된 ICP 말뚝의 허용 전단력에 비하여 시험으로 측정된 전단강도는 약 2.9 이상의 안전율을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.5-12
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• 2007

이암은 건조 조건에서는 일정한 강도와 강성을 가지나, 지하수 침투 등에 의한 습윤, 포화 시 고유의 강도 및 강성이 저하되어 급속히 풍화되는 특성을 가지며, 포항지역에서 자주 발생하는 절취사면의 활동은 주로 이암이 풍화되어 전단강도가 급격히 저하되는 것으로 볼 수 있다. 본 연구는 시추조사시 강성이 충분한 것으로 평가된 이암층에 PRD강관말뚝을 시공한 후 정재하 시험을 실시한 결과 소요지지력이 부족하여, 이를 보강하기 위한 가장 우수한 방법을 찾기 위하여 여러 가지 공법을 검토하였다. 말뚝지지력 증대에 가장 효과적인 방법을 찾기 위해 말뚝주변 및 선단부에 MSG공법, 마이크로파일 보강후 주변그라우팅공법, 선단보강 그라우팅 및 콘크리트 속채움 등의 방법으로 시험시공을 실시하였고, 시험말뚝에 대한 정재하시험 결과 MSG공법으로 보강한 말뚝의 지지력이 가장 우수함을 알 수 있었다.

• 토지주택연구
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• 제2권4호
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• pp.553-558
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• 2011

말뚝두부와 기초판의 연결방법으로서 기존의 강선남김방식은 시공성이 좋지 않고, 말뚝두부에 파손 및 균열이 발생할 가능성이 높을 뿐만 아니라 현장 인명사고가 자주 발생하여 최근에는 대안적인 방법으로서 원커팅에 의한 철근보강 방식이 제안되어 사용되고 있다. 하지만 이러한 방법들은 역학적인 성능규명에 의하여 그 상세가 구체적으로 제안 또는 검증된 사례가 없다. 이 연구는 원커팅 철근보강 방식에 있어서 최적 보강상세를 제안 할 목적으로 후 타설된 말뚝 내 속채움 콘크리트와 말뚝간의 전단마찰 저항력의 부족으로 인한 파괴를 실험을 통하여 규명하고, 적정 채움 깊이를 제안하였다. 실험결과에 근거하여 말뚝 부착파괴 강도를 안전측의 값으로 0.4MPa를 가정한다면, 부착파괴 이전에 철근이 항복에 도달하도록 하기 위해서 속채움 콘크리트의 깊이는 최소한 PHC 450과 PHC 500의 경우 600mm 이상, PHC 600의 경우 1,000mm 이상 확보하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.77-80
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• 2008

본 연구에서는 현행 설계기준상의 강관말뚝머리 연결부의 결합방법이 갖고 있는 철근 배근 및 정착길이 확보, 전단키 용접 등의 문제점을 개선하기 위해 퍼포본드 전단연결재(Perforated Rib Shear Connector)를 활용한 강관말뚝머리 보강방법을 고안하고 이에 대한 압발저항성능을 실험적으로 검증하였다. 그 결과 퍼포본드를 활용한 보강방법은 연직하중에 대해 기존 방법을 대체할만한 동등 수준이상의 구조 안전성은 물론 시공성 및 경제성 측면에서도 우수한 성능을 갖는 구조 시스템인 것으로 나타남에 따라 상부구조의 작용하중을 강관말뚝으로 전달하기 위한 효율적인 강관말뚝머리 연결부 보강방법의 하나로 자리매김할 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.249-257
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• 2017

본 연구는 PHC말뚝의 단점을 보강한 기능성 말뚝을 개발함으로서 보다 경제적이고 합리적인 말뚝의 현장 적용에 기여하고자 하였다. 본 연구를 통해 개발된 CFP말뚝은 링형 합성 전단연결재를 배치하고 PHC말뚝 중공부에 콘크리트를 속채움함으로써 말뚝 단면 확대를 통한 압축응력을 증대시키고, PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)과 말뚝 중공부의 보강철근(H19-8ea)을 배치함으로서 전단과 휨 성능을 향상시켰다. 또한, 속채움 콘크리트와 PHC말뚝의 합성거동을 위해 링형 합성 전단연결재를 배치함과 동시에 PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)을 연결재 내부에 배치함으로서 두 부재의 유격내에 콘크리트로 메우는 슬리브형 기계적 이음방법을 도입하였다. 링형 합성 전단연결재의 배치 간격 도출과 말뚝의 전단 및 휨 성능을 검증하고자 범용프로그램을 이용한 콘크리트 구조물의 비선형재료 모델로 유한요소해석을 수행하였다. 링형 합성 전단연결재를 배치하여 제작되는 CFP말뚝의 다양한 해석을 통해서 PHC 말뚝의 전단 및 휨 강성을 효과적으로 증대시킬 수 있음이 입증되어 건설현장에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.