• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.59-66
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• 2014

본 논문에서는 석션파일의 인발거동을 조사하기 위해 유한차분법 상용 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 석션파일의 인발지지력을 전통적인 지지력 식을 이용하여 구하고, 이 값을 파일의 직경, 길이, 그리고 주변 점토의 비배수 전단강도를 변수로 하는 수치해석을 통한 해석 값과 비교하였다. 총 24개의 수치해석 결과를 바탕으로 석션파일의 인발파괴는 석션파일의 배수조건뿐만 아니라 파일의 제원과 주변 지반의 물성값에 의해 형태가 결정되는 것으로 밝혀졌다. 수치해석 결과로부터 석션파일 내부 주면에 발현되는 전단응력을 구하여 활동파괴와 인장파괴 중 어떤 파괴가 발생할 것인지를 결정하는데 사용하였다. 외부주면의 전단응력과 관계없이 높은 내부 전단응력을 얻은 경우 수치해석 내에서 활동파괴가 발생하는 경우가 많았으며, 이는 전통적인 지지력 공식으로부터 얻은 예측과 잘 맞았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.119-127
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• 2013

최근 해양구조물의 건설이 활발해짐에 따라 해상 부유식 구조체를 경제적으로 지지할 수 있는 새로운 기초형식을 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 대구경 단일형 석션파일 대신에 다수의 중구경 석션파일을 콘크리트 파일캡으로 결합한 그룹형 석션파일 형식에 대하여 연구하였다. 해상 부유식 구조체에 사용되는 기초의 경우 수평방향 하중이 지배적이므로 그룹형 석션파일의 수평방향 지지거동을 3차원 유한요소 해석을 통해 분석하였다. 그룹형 석션파일은 근입깊이가 얕아서 강체기초 거동을 하게 되므로 수평방향 거동을 분석할 때 지표면 부근의 낮은 구속압을 받는 지반의 정밀한 거동 모사가 필요하다. 이를 위하여, 탄성계수, 지반강도 등을 지반 구속압에 따라 증가되도록 모델링하였다. 해석조건은 석션파일 중심간 거리, 그리고 사질토와 점성토의 지반조건 등을 변화시키며 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 석션파일 사이의 간격이 증가함에 따라 점차 항복하중이 증가하였으며, 그룹형 석션파일의 항복하중은 S/D=5인 경우 회전을 허용한 단일형 석션파일 항복하중의 약 3배인 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권9호
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• pp.5-12
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• 2016

본 연구에서는 점성토와 사질토 지반에 관입된 해상풍력 석션파일의 수직도 제어를 모사하기 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 석션파일은 연직방향으로부터 $1^{\circ}$ 기울어져 지반에 관입된 상태로 3차원으로 모델링 했다. 수직도 제어를 위해 석션파일 내부를 3개의 격실로 분리하고 그 중 한 격실의 상부슬래브 무게중심에 하중을 재하시켜 석션파일을 원위치 시키도록 모사했다. 수치해석 결과로부터 석션파일을 원위치 시키는데 필요한 소요 석션압을 경사도에 따라 구했으며, 원위치 시켰을 때 발생하는 석션파일 콘크리트 스커트의 최대/최소 주응력과 강재 내부격벽의 Mises 응력을 검토했다. 경사진 석션파일을 원위치 시키기 위해 필요한 소요 석션압은 점성토에서 약 410kPa, 사질토에서 약 1,800kPa로 나타났으며, 석션파일 스커트와 내부격벽에 발생하는 응력도 사질토에서 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.103-116
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• 2014

본 논문에서는 석션파일의 하중지지력 및 압밀 거동에 대한 수치해석 내용을 다루었다. 수치해석에서는 파일-지반 간 인터페이스 거동이 고려된 3차원 모델을 적용하여 석션파일의 길이 대 직경 비, 하중 형태(수직하중, 수평 및 조합하중)를 변화시키며 해석을 수행하고 그 결과를 토대로 수직 및 수평지지력 거동 특성을 고찰하였다. 아울러 임의의 수직하중이 작용하는 조건에 대해 응력-간극수압 연계해석을 수행하여 석션파일의 하중재하 후 압밀거동을 고찰하였다. 해석 결과 석션파일의 지지력은 석션파일과 지반간의 상호작용 모델링 여부에 따라 큰 차이가 발생하는 것으로 검토되어 인터페이스 모델링의 중요성이 부각되었으며 산정된 하중지지력 결과를 토대로 제시된 조합하중에 대한 파괴포락선을 제시하였다. 아울러 응력-간극수압 연계해석에 근거한 압밀해석 결과를 분석한 결과 석션파일은 주면마찰이 주 하중지지 구조인 관계로 수직하중 재하시 과잉간극수압 발생량 및 압밀침하량은 미미한 것으로 검토되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권11호
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• pp.27-37
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• 2011

모래지반에서 석션파일의 최대인발저항력 산정을 위한 일련의 원심모형실험이 수행되었다. 최대인발저항력 산정을 위한 실험인자인 석션파일의 인발각과 인발작용점의 위치에 대하여 실험을 수행하였다. 인발작용점의 경우 75%에서 최대인발저항력이 관찰되었다. 모든 경사각에 대하여 전체파일 높이에서 50%에서 75%사이에 석션파일의 회전각이 변함을 알 수 있었다. 인발각이 증가함에 따라 최대 인발저항력 발생 시까지의 변위가 점점 작아짐을 알 수 있었다. 석션파일의 형상중심의 수직변위를 최대인발저항력이 작용한 시점에서 관찰한 결과 모두 지표 쪽으로 이동한 것을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2015

최근 해양구조물의 건설이 활발해짐에 따라 해상 부유식 구조체를 경제적으로 지지할 수 있는 새로운 앵커형식을 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 대구경 단일형 석션파일 대신에 다수의 중구경 석션파일을 콘크리트 파일캡으로 결합한 그룹 석션파일에 대하여 연구하였다. 그룹 석션파일은 이동과 회전이 함께 발생하는 복잡한 지지거동을 보이기 때문에 일반적인 설계법을 적용하기 어렵다. 그러므로, 본 연구에서는 점성토 지반에 근입된 그룹 석션파일의 수평방향 지지력을 산정하는 수치 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 파일을 보요소, 주변지반의 저항력을 비선형 스프링으로 모사한다. 본 기법의 적용성을 분석하기 위하여 동일한 조건에 대하여 3차원 유한요소해석을 수행하여 수평방향 하중-변위 곡선을 서로 비교하였다. 비교결과, 제안된 기법이 지지력을 과소평가하고 최대 지지력이 발생하는 변위는 크게 산정하는 것으로 나타났다. 그러므로, 유한요소해석 결과를 실제거동을 모사할 수 있는 정밀해로 가정한 후 개발된 설계 모델링 기법의 결과를 보정할 수 있는 지반저항력 보정계수를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.33-44
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• 2014

본 연구에서는 국내 서남해 해상지역 시범사업의 부유식 콘크리트 해상구조물 계류를 위한 기초시스템으로서 석션파일을 적용하기 위한 예비설계를 수행하였다. 설계에 앞서 시범사업 대상지역인 서남해안에 대한 지반 및 수리 조건, 재현주기 100년의 환경외력 등 현장 조건을 면밀히 검토하였다. 석션파일은 설계하중에 대한 수평방향 지지력을 만족해야하고, 뿐만 아니라 지반종류 및 강도정수, 유효응력, 침투압 등의 조건에 따른 관입성 검토가 수행되어야 한다. 본 설계에서는 석션파일 직경에 따라 설계외력에 대해 수평방향 안정성을 확보할 수 있는 목표 침설깊이를 설정하고, 침설단계별로 상한석션압 이내에서 관입력과 관입저항력 비교를 통해 설계석션압을 산정하였다. 검토결과 직경 3.0~5.0m 석션파일의 경우 목표 깊이까지 침설이 불가능하였고, 직경 6.0m와 7.0m 석션파일은 각각 침설깊이 8.5m와 8.0m에서 수평방향 안정성 및 설계석션압에 의한 침설을 모두 만족함을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.182-189
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• 2015

ESA는 석션파일에 의해 설치되는 영구적인 해양구조물기초의 한 형태이다. 인발에 대한 정착하중을 증가시키기 위해, 3개의 수직플랜지가 120도의 간격으로 앵커표면을 따라 부착되어있다. ESA 거동에 영향을 미치는 여러 매개변수의 영향을 찾기 위해 고안된 분석적 해법을 이용한 분석적 매개변수 연구가 이루어졌다. 분석의 결과는 앵커의 매입깊이와 흙의 강도가 증가할 때 ESA의 부담하중도 증가하는 것으로 나타났으며, 그리고 하중 경사각이 증가할 때는 감소하는 것으로 나타났다. 또한 사각형의 투영된 면적을 가진 ESA는 앵커길이의 중심에서 수평적으로 인발될 때 가장 큰 인발력을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제23권12호
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• pp.45-53
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• 2007

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2008년도 발표논문집
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• pp.32-35
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• 2008