• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권9호
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• pp.33-41
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• 2015

사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력은 주면마찰력과 선단지지력의 합으로 산정할 수 있다. 하지만 수직하중 작용 시 나타나는 주면마찰력 감소와 선단지지력 증가의 특징을 정확하게 고려할 수 있는 설계식이 없으며, 실제와 같은 사질토 지반의 비관련흐름 특성이 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석으로 사질토 지반에 설치된 원형 버킷기초의 수직지지력을 다양한 지반 마찰각과 기초 크기에 대하여 산정하였다. 해석 결과의 극한지지력을 주면마찰력과 선단지지력으로 분리하여 특징을 분석한 후 각각의 설계식을 도출하였다. 버킷기초의 주면마찰력은 선단지지력에 비해 크기가 매우 작고 말뚝 설계식과 차이가 근소하므로 이를 동일하게 사용하였다. 주면마찰력의 영향으로 얕은기초의 지지력보다 증가하는 버킷기초의 선단지지력은 기존의 설계식을 수정하여 적용할 수 있도록 해석 결과를 토대로 새로운 형상-깊이계수($s_q{\cdot}d_q$)를 제안하였다. 또한 관련흐름법칙을 적용하여 제안된 기존의 얕은기초 형상계수와 깊이계수는 실제 사질토 지반에서의 지지력을 과대예측하므로 비관련흐름 특성을 반영한 형상-깊이계수를 사용하여 지지력을 예측해야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.35-45
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• 2016

해양구조물을 지지하기 위해 사용되는 버킷기초를 설계하는데 있어 수직지지력을 정확하게 예측하는 것은 중요하다. 사질토 또는 점성토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력에 대한 실험적, 이론적 연구가 많이 수행되었지만, 실제와 같은 다층지반에서의 산정방법은 명확하게 제시되지 않았다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 점성토 지반 위의 사질토 층에 설치된 버킷기초의 수직지지력을 산정하였다. 사질토의 마찰각, 점성토의 비배수전단강도, 사질토 층 두께, 기초의 장경비가 다양한 조건에 대하여 매개변수 해석을 수행하였으며, 이들의 영향에 따른 지반의 파괴 메커니즘 차이를 분석하였다. 최종적으로 수치해석을 수행하여 얻어진 극한지지력의 결과를 바탕으로 버킷기초 설계에 사용할 수 있는 지지력 산정 차트를 제시하였다. 또한 설계차트에 직접 제시되어 있지 않은 조건에 대해서는 차트에 제시된 값에 선형보간법을 적용하여 버킷기초의 선단지지력을 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.95-104
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• 2024

본 연구에서는 기하학적 방법을 통한 계산을 수행하여 석션앵커의 수직도와 회전오차의 복합작용이 인발지지력에 미치는 영향을 알아보았다. 수직도와 회전오차의 복합영향을 고려한 경우 단순 비례적으로 인발지지력에 영향을 미치지는 않고 서로 상대적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 수직도와 회전오차를 복합적으로 고려한 기준은 기존문헌이나 DNV 기준에 제시되어 있지 않아 본 연구 결과를 종합하여 인발지지력의 감소폭 3%내를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권7호
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• pp.29-39
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• 2015

버킷기초에 작용하는 수직하중의 일부는 내부 흙을 통해 저면으로 나머지는 스커트 외주면과 지반 사이로 전달된다. 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 설계를 위해서는 수직 하중전이 특성을 명확하게 규명해야 하나 아직 이에 대한 연구가 수행되지 않았다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직하중에 대한 지반의 응답을 계산하였다. 극한 상태에서 버킷기초의 선단지지력은 얕은기초의 지지력보다 크며 주면마찰력은 말뚝의 설계식에 비하여 작은 것으로 나타났다. 선단지지력은 스커트 외주면에 작용하는 전단응력이 파괴면을 아래로 밀어내어 파괴면이 확장되기 때문에 얕은기초에 비하여 큰 것으로 분석되었다. 반면 주면마찰력은 침하가 진행되면서 버킷기초 하부의 흙이 수평방향으로 밀려 이동하면서 스커트에 작용하는 수평응력이 감소하기 때문에 작은 것으로 나타났다. 버킷기초의 극한지지력은 얕은기초의 선단지지력과 주면마찰력 설계식을 합한 값보다 큰 것으로 계산되었다. 이는 주면마찰력은 설계식보다 작지만 크기가 선단지지력에 비하여 매우 작아 지지력에 큰 영향을 미치지 않는 반면 선단지지력은 주면마찰력에 비하여 증가폭이 크기 때문이다.

• 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.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.13-24
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• 1997

말뚝 해석 프로그램인 PAR에 의하여 말뚝의 극한 수직 및 수평 지지력을 예측할 수 있는 방법을 제안하였으며,현장에서 수행된 말뚝재하시험 결과들을 이용하여 PAR에 의한 사례연구를 수행하였다. PAR에 의해 해석된 말뚝의 극한지지력은 정재하시험에서 구한 지지력에 대하여 약 15%이내의 오차범위에 들었다. 또한, 강관말뚝들에 수행된 정재하시헙, 정.동재하시험 그리고 PDA 결과들을 비교하였으며, PAR에 의해 극한지지력을 예측하였다. PAR을 이용하면 말뚝의 축방향 하중의 분포를 예측할 수 있었으며, 여기서, 하중전이해석도 근사적으로 수행할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.25-33
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• 2011

버켓기초는 현재 해양 구조물의 앵커나 해양 풍력발전의 기초로 광범위하게 쓰이고 있다. 그러나, 지금까지 버켓기초에 대한 설계 방법은 명확하게 제시되지 않았다. 그러므로, 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS(2010)를 이용하여 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 및 하중-변위거동에 대해 분석하였다. 버켓기초의 지지력에 영향을 주는 매개변수로 기초지름에 대한 근입깊이 비(L/D)를 선정하고 L/D 비를 0.25~ 1.0로 변화시키며 수직방향 압축과 수평방향의 지지거동을 분석하였다. 수치해석 결과 버켓기초의 지지력은 L/D비에 큰 영향을 받으며 L/D비가 0.25에서 1.0으로 증가함에 따라 수직방향 지지력은 약 40%, 수평방향 지지력은 약 90% 증가하는 것으로 나타났다. 수직하중이 작용하는 경우 버켓기초의 지지력은 깊은 기초와 유사하게 선단지지력과 주변마찰력을 분리하여 산정할 수 있었다. 그리고, 수평하중이 작용하는 경우 L/D비가 0.25 인 경우 기초의 수평이동 경향이 지배적이지만, L/D비가 0.5 이상으로 증가하면 기초의 회전파괴 경향이 지배적인 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.13-22
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• 2001

본 연구에서는 제지회를 성토재로 활용할 경우 제지회의 지지력 특성을 파악하기 위하여 원심모형실험을 실시하였다. 모형실험은 기초폭과 중력수준을 변화시켜 실시하였으며, 하중재하에 따른 침하와 수직토압을 측정하였다. 모형실험결과는 지지력 이론 및 유한차분 해석프로그램인 FLAC을 이용한 수치해석 결과와 비교 분석하였다. 실험결과, 하중-침하특성은 침하비 s/B가 약 25~30%에서 변곡점을 나타내는 국부전단파괴 양상을 보이며, g-level과 기초폭이 증가할수록 하중강도가 증가하고 있다. 실험에서 측정된 극한지지력은 Terzaghi 이론에 의한 결과와 유사한 것으로 나타났다. 기초 중심에서 이격거리가 증가할수록 수직토압이 크게 감소하였으며, E/B가 7이상에서는 하중재하에 따른 응력증가가 거의 발생하지 않았다. 하중재하에 의한 수직변위는 기초 직하부에서 가장 크며, 깊이 4cm 이상, 이격거리 E/B=5.0 이상에서는 거의 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1303-1313
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• 2013

본 연구에서는 콘크리트 슬래브 궤도를 가지는 교량의 사용성 검토에 있어 단위 축하중, 단위 수직 단차, 단위 회전에 의해 발생되는 레일 지지점의 작용력에 대한 기준 값을 구하였다. 해석방법에 있어서는 레일이 탄성 스프링에 의해 연속적으로 지지되는 모델과 이산적으로 지지되는 모델이 이용되었다. 해석결과 얻어진 레일 지지점에서의 작용력은 콘크리트 궤도의 사용성 검토에서 참조되고 있는 DS 804 기준에 제시된 값과 비교되였으며, 그 결과는 잘 일치하였다. 또한, 레일 지지점의 간격과 체결장치의 강성이 레일 지지점에서의 작용력에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.13-25
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• 2015

최근 마이크로 파일의 활용 빈도가 점차 증가함에 따라 몇몇 연구자들은 마이크로파일 및 마이크로파일-기초에 대한 관련 연구를 수행하였다. 그러나 대부분의 관련연구는 모래지반을 대상으로 한 경우이다. 또한 마이크로파일-기초시스템의 지지특성은 기초시스템내 하부지반의 파괴거동과 파일설치조건에 따라 기초시스템의 지지력이 달라지나 이를 고려하지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 파괴거동이 상이한 지반에 설치된 마이크로파일-기초시스템의 지지력을 평가위해 수치해석을 수행하였다. 해석결과, 전면전단파괴가 발생한 모래지반에서는 기초시스템의 파일을 양 또는 음의 각도로 설치한 경우가 수직파일로 설치된 기초시스템보다 큰 것으로 나타났다. 관입파괴형상으로 파괴가 발생한 실트지반의 경우, 파일이 교차하도록 음의 각도로 설치한 기초시스템이 수직파일인 경우보다 지지력이 증가하였다. 그리고 양의 각도로 설치한 경우에는 수직인 경우와 유사한 것으로 나타났다.