• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.239-249
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• 1999

본 논문에서는 측방변형을 받는 수동 군말뚝의 거동특성을 연구하기 위해 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 상대밀도와 두부구속조건을 변화시킨 단독말뚝과 말뚝 중심간격이 말뚝직경(D)의 2.5, 5.0, 7.0배가 되는 1열 군말뚝에 대한 모형실험을 실시하였다. 실내모형실험은 주문진 표준사와 화강 풍화토에 근입된 수동말뚝에 직사각형 형태의 측방변위를 점진적으로 가하여 주문진 표준사에 대해 총 32회, 화강풍화토에 대해 총 16회의 실험을 실시하였다. 주문진 표준사에 대해서는 알루미늄과 PVC말뚝을, 화강풍화토에 대해서는 PVC 말뚝만을 사용하였다. 그 결과 수동말뚝에서 발생하는 최대 휨모멘트와 말뚝변위는 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 지반조건, 두부구속조건에 따라 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 1열 군말뚝은 두부 구속조건에 상관없이 말뚝중심간격 7.0D 이하에서 그룹효과가 나타났으며, 7.0D에서 거의 단독말뚝과 같은 거동을 보임을 알 수 있었다. 말뚝의 간격이 좁아짐에 따라 말뚝의 변위와 휨모멘트 모두 감소하였다. 아울러 말뚝의 휨강성이 클수록 휨모멘트는 증가하나 변위는 감소하고, 상대밀도가 클수록 휨모멘트와 변위는 커지는 경향을 보였다. 상대밀도에 대한 휨모멘트의 크기 변화는 고정단에 의한 실험보다 자유단에 의한 실험에서 더 크게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.39-51
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• 2009

본 연구는 지반변형을 일으키는 경사모래지반에 매설된 사각형 수동열말뚝의 모형실험에 대한 것이다. 실험은 지반의 경사각을 조절하여 지반파괴를 유도 하였고, 말뚝의 형상, 위치, 간격을 달리하여 말뚝 거동을 측정하였다. 그 결과 수동말뚝에 작용하는 토압과 수평저항력 그리고 지반변형억제 효과를 확인하였다. 전면 폭이 넓은 B-type 말뚝이 측면 폭이 넓은 H-type 말뚝보다 지반변형억제 효과가 크게 나타났다. 사면경사에 따른 수평저항력 그래프를 이용하여 사면의 파괴각, 말뚝과 지반의 분담력을 알 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권4호
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• pp.53-66
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• 1994

연약지반에 위치한 교대의 기초로서 말뚝기초를 채택할 경우 교대배면의 연약지반에는 측방유동같은 문제등이 빈번히 발생하고 있다. 지반이 측방유동을 일으킬 경우 기초말뚝은 전형적인 수동말뚝임에도 불구하고 교대기초말뚝의 설계시 수동말뚝으로 설계되지 않고 있다. 이러한 이유로는 측방유동의 정확한 판정이 어려운 점과 현재까지 합리적인 설계법이 확립되지 않은점 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 측방이동이 발생된 우리나라의 몇몇 교대를 조사하였다. 이 조사에 의거하여 연약지반의 측방유동 판정 및 교대의 측방이동을 예측할 수 있는 판정기준을 제시하고자 한다. 본 연구결과 사면안전율이 말뚝효과를 고려할 결우 1.8이하, 말뚝효과를 무시한 경우 1.5이하에서는 교대측방이동이 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 특히 사면안전율이 말뚝효과를 무시한 경우 1.0이하, 말뚝효과를 고려할 경우 1.1 이하에서는 과대한 교대측방이동이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 교대의 허용측방이동량을 5cm라고 하면 사면의 소요안전율은 1.4(말뚝효과를 무시한 경우) 혹은 1.6(말뚝효과를 고려한 경우)이상이 되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.77-88
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• 1984

이미 유도제안(誘導提案)된 수동(受動)줄말뚝에 작용(作用)하는 측방토압(側方土壓)의 산정이론식(算定理論式)을 단일(單一)말뚝에까지 발전(發展)시킴과 동시(同時)에 본산정이론식(本算定理論式)에 포함되어 있는 지반(地盤)과 말뚝에 관한 요소(要素)들을 조사(調査)하여 사용(使用)하기 간편한 형태(形態)의 식(式)으로 정리(整理)하고자 한다. 즉, 본연구(本硏究)를 통하여 수동(受動)말뚝의 측방토압산정이론식(側方土壓算定理論式)은 측방토압계수(側方土壓係數) $K_{p1}$ 및 $K_{p2}$를 도입(導入)함에 의하여 점착력(粘着力) c와 지반변형방향(地盤變形方向)에 대항하여 말뚝열(列) 후면(後面)에 작용(作用)하는 수평토압(水平土壓) ${\sigma}_H$의 항(項)으로 구성(構成)된 간단(簡單)한 선형식(線形式)으로 정리제안(整理提案)된다. 그 밖에도 본이론식(本理論式)을 현장(現場)에 적용(適用)할 경우 수평토압(水平土壓) ${\sigma}_H$로는 주동토압(主動土壓)을 채용(採用)함이 합리적(合理的)이라는 점에 대한 타당성(妥當性)이 이론치(理論値)와 실측치(實測値)의 비교검토(比較檢討)를 통하여 입증(立證)되어 진다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.23-36
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• 2008

본 연구는 측방변형을 일으키는 수평모래지반에 매설된 사각형 수동열말뚝의 모형실험에 대한 것이다. 말뚝의 형상, 열말뚝의 위치, 말뚝의 간격과 지반변형에 따른 열말뚝의 특성을 고찰하고자 하였다. 실험결과는 다음과 같다. 수평응력의 분포양상은 말뚝의 형상과 위치에 따라 삼각형, 사다리꼴, 사각형의 형태로 다양하게 나타났다. 휨모멘트는 B-type의 경우 outer pile이 inner pile보다 크게 나타났으나, H-type의 경우는 inner pile이 outer pile 보다 크게 나타났다. 수평저항력비$(R_f)$는 말뚝의 형상에 관계없이 열말뚝의 수평간격이 증가함에 따라 증가하는 경향으로 나타났다. 수평저항력의 작용점위치(Y/L)는 지반변위와 수평간격에 따라 큰 변화를 보이지 않으며, H-type이 B-type보다 조금 크게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.53-62
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• 2006

최근 우리나라는 연약지반으로 구성된 서해안과 남해안의 해안매립지역에 도로, 신항 등 건설사업 진행시 수평하중이 말뚝두부에 작용할 경우, 지반은 부동의 상태에서 말뚝의 이동에 저항하여 작용하는 연약지반의 측방유동과 수동말뚝에 대한 문제점이 종종 논의되고 있다. 본 연구에서는 인천 ${\bigcirc}{\bigcirc}{\bigcirc}{\bigcirc}$ 부두 건설공사 과정에서 발생되는 측방유동에 따른 구조물 및 지반의 변형을 분석하기 위하여 현장계측을 실시하였고, 유한요소 해석 프로그램인 AFFIMEX Version 3.4를 이용하여 현장계측 결과와 비교분석하였다. 수치해석에 의한 변위 결과는 시공단계별로 초기응력상태, 말뚝항타, 모래치환, 사석층설치, 준설매립, 배수층설치, 상재하중재하, 상재하중재하 및 제하 후 방치 등으로 구분하여 구조물과 기초지반에 발생된 연직 및 측방 변위를 분석하였다. 현장계측과 수치해석 결과, 안벽호안의 침하량은 계측이 시작된 시점으로부터는 이미 많은 침하가 발생된 것으로 나타났으며, 계측일로부터는 준설매립에 의한 성토작업을 개시하는 시점에서 가장 많은 양의 침하가 발생되었고, 성토가 완료된 시점으로부터 침하량은 수렴하였다. 전체적으로 수치해석에 의한 결과치가 계측을 통한 결과치보다 크게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.159-165
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• 2009

변형률 쐐기모델은 지반의 변형과 말뚝의 복합적인 상호거동을 반영하는 효과적인 횡방향 지지력 산정방법이며, 국내에서도 근래에 들어 실무에서 그 적용성이 점차 증가하고 있다. 특히 다층지반에서의 변형률 쐐기모델은 아직까지 국내에서 검증된 바가 없어, 다층지반에서 횡방향 하중을 받는 말뚝의 거동을 변형률 쐐기모델로 이해하기 위해서는 충분한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 다층 지반에서도 변형률 쐐기모델이 지반과 말뚝의 복합거동을 모사할 수 있는 유효한 모델인지 확인하기 위하여 모형실험과 수치해석기법으로 그 적용성을 확인해 보았다. 모형말뚝을 이용하여 직접 횡방향 하중을 재하시킴으로써 말뚝의 거동특성을 평가하고, 주면 마찰저항력의 크기로 지반의 변형률을 평가하여 지반의 수동쐐기를 도출하면서 지층의 강성에 따른 수동쐐기의 상태변화를 확인함으로써 다층지반에서의 적용성을 확인하였다. 아울러 수치해석 기법을 이용하여 모형실험을 검증함으로써 모형실험의 신뢰성을 검증하여 변형률 쐐기모델의 적용성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.302-309
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• 2017

이론적 연구를 통하여 말뚝지름과 말뚝설치간격, 성토재의 내부마찰각 그리고 성토고가 성토지지말뚝의 아칭효율에 미치는 영향을 살펴보았다. 성토지지말뚝 상부의 성토체에 발생하는 아치모델에 대하여 아칭효율을 계산함에 있어 아치의 천정부파괴 및 말뚝캡에 작용하는 하중계산을 통한 아칭효율이 같게 되는 임계 상대간격비를 구할 수 있는 식을 제시하였으며 설계에 유용하게 쓰일 것으로 판단된다. 본 연구에서 수행된 계산결과에 따르면 상대간격비가 작은 경우는 말뚝캡에 작용하는 하중을 통해 계산되는 아칭효율이 설계를 지배하게 됨을 알 수 있으며 상대간격비가 커질수록 아치의 천정부파괴에 의한 아칭효율이 설계를 지배함을 알 수 있다. 말뚝중심간 설치간격에 대한 말뚝지름의 비를 나타내는 ${\beta}$값이 커질수록 말뚝 캡에 작용하는 하중에 의해 계산되는 아칭효율이 설계를 지배하게 되는 임계 상대간격비가 작아짐을 알 수 있었는데 ${\beta}$값이 0.5인 경우 임계 상대간격비는 0.35이며 ${\beta}$값이 0.2인 경우 임계 상대간격비는 0.85이었다. 계산결과에 따르면 Rankine 수동토압계수($K_p$)가 클수록 임계 상대간격비는 작아져서 $K_p$가 5인 경우 임계 상대간격비는 0.23이었으며 $K_p$가 2인 경우 임계 상대간격비는 0.85이었다. 말뚝캡이 성토지반에 대해 차지하는 면적비가 9%인 경우 아칭효율은 54%이었으며 성토재의 수동토압계수가 3인 경우 아칭효율은 61%이었는데 두 경우 모두 말뚝캡에 작용하는 하중에 의해 계산되는 아칭효율이 지배하는 상대간격비가 0.5보다 큼을 알 수 있어 실제적인 설계에 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제15권4호
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• pp.86-91
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• 2001

In lateral ground flow, slope stability, and land slide problems, H-piles have been often used for a horizontally deforming ground to prevent the failure of mass of soil in a downward and outward movement of a slope. Here, Theoretical equations are derived to estimate the lateral force, assuming that the Mohr-coulomb's Plastic states occures in the ground just around H-piles. In this study, the mechanism of lateral force acting on passive pile that is in a row, situated in the ground undergoing plastic deformation was discussed, and its theoretical analysis was carried out considering the interval between H-piles. The solution of the theoretical equation derived from here showed resonable characteristic for constants of soil as well as for the interval, widths, and heights of H-pile.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.103-112
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• 2012

말뚝에 대한 수평지지력 산정방법은 대부분이 토압론과 지반을 말뚝으로부터 분리하여 고려하기 때문에 지반과 말뚝의 상호작용을 효율적으로 고려하지 못하고 있다. 최근에 말뚝기술이 보다 개선됨에 따라서 수평하중을 받는 말뚝의 실제거동에 대한 규명이 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 말뚝과 지반의 상호작용을 고려할 수 있는 변형률 쐐기모델을 이용하여 단일 말뚝과 무리말뚝에 대한 거동 특성을 살펴보고자 한다. 수평하중을 받는 말뚝에 대한 거동을 알아보기 위하여 축소모형실험을 우선적으로 수행하였으며, 실제 규모의 말뚝조건에 대해서는 변형률 쐐기모델을 적용하여 말뚝의 거동특성을 예측하였다. 실내모형실험 결과와 수치해석의 전반적인 거동을 살펴보기 위하여 실험결과 및 해석결과를 이용하여 비교, 분석을 수행하였다.