• 대한토목학회논문집
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• 제30권4C호
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• pp.175-183
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• 2010

대구경 말뚝의 수평 하중전이 거동 및 변형 해석을 위해 수평하중전이 해석법(p-y 곡선법)이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는, 기존 p-y 해석법의 단점을 보완하기 위하여, 지반의 연속성을 고려한 수평 지반저항력 산정법을 고찰하였으며, 3차원 유한요소 해석을 이용하여 수평하중을 받는 말뚝의 연속체 모델링을 수행하였다. 이를 바탕으로 심도별 말뚝 주변부 발생응력을 바탕으로 하중전이 함수를 산정하고 지반 연속성에 영향을 주는 인자들을 매개변수 연구를 통해 검증하였다. 현장재하시험 사례와의 비교분석 결과, 말뚝 주변부 지반응력을 이용한 유한요소 해석방법은 기존 p-y 곡선에 비해 수평하중을 받는 말뚝의 하중전이 거동을 보다 정확히 예측할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 수평하중을 받는 대구경, 대심도 말뚝 설계 시, 신뢰성 있는 수평하중전이 함수의 산정이 중요하며, 지반연속성을 고려하면 보다 경제적인 설계를 할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.11-20
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• 2014

2001년 이후 앵커의 설계는 Concrete Capacity Design(CCD) 방법이 적용되고 있는데, 국내 기준에서는 지진하중에 대한 콘크리트의 파열파괴강도를 정적 파괴강도의 75%로 제한하고 있다. 본 연구에서는 무근콘크리트에 매입된 선설치앵커의 동적 전단하중에 대한 콘크리트 파열파괴강도 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 직경 20 mm의 앵커에 대해 정적 하중과 동적 편진하중에 대한 실험을 각각 3개의 시험체에 대해 수행하였으며, 앵커의 연단거리는 120 mm를 적용하였다. 동적 실험은 15 cycle의 편진하중을 1 Hz의 속도로 재하하였으며 반복하중단계의 크기를 키워가면서 최종 파괴 시까지 가력하였다. 실험으로부터 동적 전단하중에 의한 콘크리트 파열파괴강도는 정적하중에 의한 것과 거의 같은 파괴강도를 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.45-52
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• 2019

이산화탄소 농도가 높은 도심지의 경우 탄산화로 인한 철근부식이 발생하기 쉬우며 이는 콘크리트 구조물의 내구수명을 감소시킨다. 콘크리트 구조물의 경우 다양한 구속조건을 가지며 항상 외부의 재하하중을 받고 있다. 도입된 응력수준은 이산화탄소와 같은 유해인자의 확산을 변화시키며 탄산화 깊이의 변동성을 야기한다. 본 연구에서는 응력재하수준에 따른 탄산화 변동성을 정량화하였으며, 이를 이용하여 탄산화 예측식을 도출하였다. 내구성 설계인자인 피복두께, 이산화탄소 확산계수, 탄산화 반응 수화물, 그리고 외부 이산화탄소 농도를 확률변수로 정의하였으며, MCS을 통하여 영향인자의 변동성에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 응력수준에 따라 변화하는 내구수명을 도출하였으며, 이를 결정론적인 방법의 결과와 비교하였다. 피복두께 및 내부 수화물 생성이 내구수명 변동성에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 응력수준을 고려한 내구수명평가는 유지관리 우선순위 설정에 합리적으로 적용할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.55-61
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• 2011

최근 최첨단 정보통신 산업의 발전과 비약적인 교통수단의 개선으로 인해 도심지의 개념이 점차적으로 확대되고 있으며, 지하공간이 대형화, 대심도화 되고 있어 구조물의 건설을 위한 지하굴착방식 또한 건설환경에 발맞춰 변화되게 되었다. 이 중 Top Down 공법은 건축계획과 연계하여 종래의 지하굴착 방식과는 다른 획기적인 방법이며, 그 중 기둥용 선기초기둥은 공사방식이나 공사기간, 공사비에서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 건물 기둥용 선기초기둥에 대하여 현장 검증용 재하시험 결과를 기준으로 설계단계에서의 지지력 산정결과와 비교, 분석을 통해 각 검토방법별 적용성을 고찰해 보고자 하였다. 그 결과 대부분의 설계식은 재하시험 결과에 못미치는 보수적인 결과를 주는 것으로 나타났다. 또한 구조물기초 설치 후 영구하중에 대해 현장타설말뚝 두부에 작용하는 압축응력을 평가해 본 결과 전반적으로 기초와의 구속효과로 인해 작용응력이 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.5-21
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• 2012

국내의 경우 종래의 말뚝기초의 설계에서는 주로 선단지지력에만 의존하는 설계가 이루어져 왔으나 현장에서 실제 크기 말뚝에 대한 하중전이측정실험이 이루어진 이후 많은 하중전이측정실험 자료들을 통하여 마찰력이 크게 발휘되는 것이 밝혀져 왔다. 본 연구에서는 항타강관말뚝 및 대구경 현장타설말뚝의 재하시험 시 측정된 축하중전이 사례들을 분석하여 재하시험방법에 따른 말뚝기초의 하중지지양상을 구명하였다. 사례 말뚝들의 평균마찰력 분담율을 말뚝의 종류, 재하시험방법, 상대근입길이, 말뚝의 직경, 지반의 종류 등의 함수로 상관관계를 나타내는 것은 곤란하였다. 평균 마찰력 분담율은 50% 이상을 상회하는 것으로 나타나고 있었으므로 사례 말뚝기초는 대체로 마찰지지말뚝으로 거동하는 경우가 많은 것을 볼 수 있었으며 극히 일부 사례말뚝은 혼합지지말뚝으로 거동하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.84-97
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• 2019

연구목적 : 연약지반의 압밀침하는 연약 점토층 상하부에 분포하는 지층의 투수성(경계조건), 점토층의 두께, 그리고 하중 재하 폭에 따라 간극수압 분포특성이 달라짐에도 불구하고, 현재 설계의 대부분은 점토층의 깊이에 따른 초기간극비가 일정하다는 가정 하에 제안된 Terzaghi 1차원 압밀이론에 의한 아이소크론(Isochrone)을 이용하여 압밀시간을 산정하고 있다. 연구방법 : 따라서 본 연구에서는 하중 재하 폭, 점토층의 두께, 그리고 점토층 하부의 배수조건이 변화할 때 발생하는 과잉간극수압 소산형태를 수치해석적 방법으로 점토의 깊이별로 시간에 따른 과잉간극수압 변화를 체크하고, 이를 Terzaghi 1차원 압밀이론에 의한 아이소크론과 비교 분석하여 합리적인 압밀시간 결정방법을 제시하고자 한다. 연구결과 : 본 연구 결과, Terzaghi가 제안한 압밀도-시간계수 곡선에 가장 이상적인 경우가 아닌 경우에는 Terzaghi 1차원 압밀이론에 의한 압밀도-시간계수 곡선, 압밀시간 산정에 유의해야 하며, 가능한 수치해석에 의한 압밀도-시간계수 곡선을 사용하여 압밀시간을 산정하여야 한다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권2호
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• pp.167-175
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• 1999

현재 국내에는 지난 35년간 프리스트레스트 콘크리트보를 이용한 합성형 교량이 매우 널리 건설, 사용되어 왔으나, 교통량의 증가와 차량하중의 증가로 노후화가 점차 가속화되고 있는 형편이다. 본 연구에서는 유리섬유를 이용하여 손상된 프리스트레스트 콘크리트 교량을 보강하는 방법의 효과를 평가하기 위하여 무보강 표준시험체와 선행 하중의 재하로 균열이 발생한 8개의 시험체에 대하여 유리섬유 보강, 외부강선 보강 및 두가지 보강 방법을 병행한 보강을 실시하여 각 보강방법의 효과를 비교, 분석하였다. 실험결과, 최대하중은 외부강선 보강 시험체와 유리섬유 보강 시험체가 모두 거의 유사한 정도의 보강효과를 발휘함으로써 유리섬유 보강공법이 손상된 프리스트레스트 콘크리트 교량의 보강에 적용될 수 있는 것으로 판명되었다. 외부강선 보강공법에서의 가장 큰 문제가 단부의 정착장치인 것과 마찬가지로 유리섬유 보강 공법의 경우에도 최대하중에 도달하기 이전에 보강재의 부착이 파괴되지 않도록 적절한 방법을 선정하는 것이 매우 중요하며, 본 연구에서 검증된 두가지 방법이 단부의 정착기능을 충분히 발휘하는 것으로 판명되어, 이들 방법들이 적절히 사용될 경우에는 설계된 내하력의 증가를 기대할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.17-30
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• 2004

본 연구에서는 현장타설말뚝의 지지력에 관한 기존 및 IGM 이론의 적용성을 비교 평가하고, 변위를 고려한 지지력의 결정을 위해 IGM 상단부에서의 기준침하량 결정식을 제안하였다. 제안식은 말뚝의 두부침하량, IGM 상부 토층의 하중전이특성 및 말뚝의 탄성압축 이론에 기초하였다. 특히, 기존 및 IGM 이론의 적용성과 제안식의 적용성을 검증하기 위해 국내외 재하시험 결과를 이용한 분석이 실시되었다. 재하시험 결과를 이용하여 분석한 결과 제안식이 활용된 IGM 이론에 의해 향후 말뚝 설계시 변위를 고려한 지지력의 해석이 가능할 것으로 판단되었다. 특히, 제안식에 도입된 침하보정계수 $k_m$은 지반상태나 하중전이 특성을 반영하는 계수로서 하중 및 변형 증가에 따라 변화하는 특징을 보였다.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.441-457
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• 2009

본 연구는 국내 외의 사질지반에 시공된 타입말뚝에 대해 파괴가 현저하게 나타날 때까지 재하한 정재하시험 실측값을 이용하여 극한하중 항복하중 침하량기준의 각각 판정법으로 극한하중을 추정하였다. 추정된 극한하중을 실측된 파괴하중으로 정규화하고 말뚝특성에 따라 판정법별 비교 분석 하였다. 또한 극한하중 추정시 적합한 판정법을 검토하고 허용하중 결정시 안전율을 재평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 극한하중 판정법으로 구한 극한하중은 Chin 방법에 의해 해석된 값이 실측값 보다 과대평가하는 경향을 나타냈으며 B. Hansen 80%기준과 Stability Plot 방법이 실측치와 거의 일치하여 가장 신뢰성이 있는 방법으로 판단되었다. 허용하중 산정시 극한하중 판정법에 의해 구한 파괴하중에 적용해야 할 안전율을 구조물기초설계기준에 적용된 안전율을 기준으로 환산하면 B. Hansen 90% 방법을 제외하고 3.0보다 큰 값이 적용되어야 할 것으로 판단되었으며 항복하중 판정법들의 경우 기준안전율 2.0보다 큰 값이 적용되어야 할 것으로 판단되었다. 침하량 기준에 의해 구한 하중에 적용해야 할 안전율을 극한하중에 대한 안전율 3.0을 기준으로 환산해 보면, 전침하량 기준 및 순침하량 기준은 3.0보다 작은 값이 적용되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.33-42
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• 2012

현장재하시험결과를 이용하여 현재 우리나라를 비롯한 많은 나라에서 사용하고 있는 말뚝기초 설계기준에 대한 효율성을 분석하였다. 문헌조사를 통해 12개의 현장타설말뚝 및 매입말뚝 재하시험자료를 수집하였으며 이를 t-z 방법으로 분석하였다. 재하시험결과로부터 각 설계기준에서 제시하고 있는 (1) Davisson 방법, (2) 말뚝직경의 5% 또는 10%의 침하가 발생하는 하중을 이용하여 극한지지력을 평가하였다. 또한, 미국, 캐나다, 유럽, 그리고 일본의 설계기준에서 각각 제시한 방법을 이용하여 현장타설말뚝과 매입말뚝의 극한 지지력을 계산하였다. 재하시험에서 분석된 극한 지지력과 설계기준에 의해 계산된 극한 지지력을 비교한 결과, 대부분의 설계기준은 말뚝기초의 극한지지력을 보수적으로 예측하는 것으로 나타났다. 그러나 일부 설계기준은 현장타설말뚝의 지지력을 과대평가하는 것으로 나타나 일부 설계기준은 적용 시 주의를 요하는 것으로 분석되었다. 또한, 본 연구는 t-z 방법을 이용하여 말뚝기초의 극한 지지력 및 하중전이 관계를 성공적으로 예측할 수 있음을 알 수 있었다.