• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.27-37
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• 2001

본 연구에서는 지금까지 수행한 건조토 지반에 대한 말뚝의 수평거동 연구의 연속된 연구로서 지반내에 함수비가 존재하는 포화토 및 습윤토 지반에서의 수평거동에 대한 지반내 함수비의 영향성을 평가하고자 함이 목적이다. 말뚝의 수평거동을 고찰하기 위하여 각각 다른 함수비를 갖는 네 종류의 지반과 말뚝의 두부 및 선단 구속조건이 다른 네 종류의 말뚝조건으로 모형실험을 수행하였다. 본 연구에서 1회의 지하수 상승과 하강을 반복하는 모형실험결과에 의하면, 포화토와 습윤토 지반의 수평지지력은 건조토 지반에 비하여 각각 26%~45% 감소와 20%~36%정도 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝두부 고정과 선단 자유조건의 경우, 동일 수평변위 1mm에서의 최대 휨모멘트는 건조토 지반에 비하여 25%의 함수비를 갖는 습윤토 지반에서 약 48% 증가하나, 34.06%의 함수비를 갖는 포화토 지반에서는 반대로 68% 감소하였다. 이는 지하수의 존재로 인한 입자간 인력에 의한 유효응력과 겉보기강도의 증가 그리고 단위중량의 증가로 설명할 수가 있다. 지속수평하중에 대한 수평변위와 최대 휨모멘트의 변화를 포화토 및 습윤토 지반에서 관찰할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.97-106
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• 2011

본 연구에서는 강관합성 현장타설말뚝의 수평재하시험을 수행하고, 공내재하시험과 표준관입시험 결과에 의한 지반반력계수를 평가하여, 말뚝 머리의 수평거동에 대한 다양한 해석법과 비교 분석하였다. 분석 결과, 표준관입시험의 N값에 의한 지반반력계수를 이용하는 방법은 말뚝의 허용 변위량 내에서 수평거동을 평가하기에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 반면 공내재하시험에 의한 지반반력계수를 이용하는 방법은 말뚝의 초기 수평거동을 비교적 잘 모사할 수 있었으며, 프레셔미터 곡선을 직접 말뚝머리의 p-y 곡선으로 이용하는 방법에서, 말뚝 재료에 대한 보정계수를 도입하여 말뚝머리의 수평거동을 타당하게 평가할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.1-11
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• 2021

본 연구에서는 코어 및 오프셋 아웃리거 구조의 수평거동을 파악할 목적으로 70층 규모의 초고층 아웃리거 건물을 대상으로 MIDAS-Gen을 이용하여 구조해석 및 구조설계를 실시하였다. 그리고 본 해석의 주요한 변수는 아웃리거의 강성과 아웃리거의 평면상 위치로 설정하였다. 또한 본 해석결과에 근거하여 코어 및 오프셋 아웃리거 구조의 슬래브, 아웃리거, 외곽 기둥과 같은 구조요소들의 수평거동을 분석하였다. 본 해석연구의 결과에서는 아웃리거의 강성과 아웃리거의 평면상 위치가 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동에 어떤 영향을 주는지를 분석하여 나타내었다. 특히 코어 아웃리거 구조에서는 전단벽과 외곽기둥을 연결하는 아웃리거가 위치하는 슬래브에 응력이 크게 작용하였고, 오프셋 아웃리거 구조에서는 전단벽과 아웃리거 사이에 위치한 슬래브에 응력이 크게 작용하였다. 또한 본 연구결과는 초고층 아웃리거 구조시스템의 합리적인 구조설계에 필요한 공학 데이터를 얻는데 중요한 도움이 된다고 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권3호
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• pp.209-214
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• 2012

최근 F-5 항공기 외부 연료탱크 수평 핀의 균열결함이 크게 증가함에 따라 원인 규명이 필요하다. 본 연구에서는 수평 핀의 동적거동을 유한요소법을 이용하여 피로해석 측면에서 정량적으로 평가하였다. 이를 위해 스피드 브레이크(speed brake)에 의한 동하중 이력을 적용하여 시간영역과 주파수영역의 피로해석을 수행하였다. 연구결과 수평 핀은 동적거동 영향으로 피로수명이 감소되었음을 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.393-400
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• 2020

헬리컬 파일의 수직 및 수평 거동은 헬릭스의 개수, 직경, 피치, 위치등의 변수에 영향을 받는다. 본 연구에서는 헬리컬 파일의 헬릭스 개수를 3개로 고정하고, 헬릭스의 위치, 직경, 피치를 변화시켜 가며 수직 및 수평 거동을 분석하였다, 특히, 헬릭스는 일반적으로 나선형의 입체적인 구조를 가지기 때문에, 헬리컬 파일 상부에 작용하는 수평하중방향이 헬리컬 파일의 수평 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 축소모형의 헬리컬 파일을 이용하여 실내모형실험을 수행하였으며, 이 결과를 같은 모델의 수치해석 결과와 비교하여 두 결과의 타당성을 확보하였다. 이후, 수치해석적으로 다양한 헬리컬 파일 형상을 가정하여 수직 및 수평 거동을 분석하였다. 결과적으로, 가정한 환경에 대해서는 헬릭스의 위치와 피치의 간격보다는 헬릭스의 직경이 수직 및 수평 지지력에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.117-123
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• 2009

국내에는 아직까지 수평 하중에 의한 마이크로파일의 역학적 거동이 분명하게 규정되어 있지 않다. 마이크로파일의 길이가 상대적으로 짧음에도 불구하고 그 거동에 대한 표준평가 방법이 없어 국내에서는 일반적으로 고전적 말뚝의 거동과 유사하게 평가해 온 것이 사실이다. 그러나 마이크로파일의 역학적 거동은 고전적 말뚝의 거동과 매우 다르다. 특히, 지반의 수평 저항력이 마이크로파일의 역학적 거동을 좌우하는 주요 요소 중 하나라는 것은 일반적 사실이다. 이러한 이유 때문에, 본 연구에서는 점증적으로 증가하면서 수평 방향으로 하중을 받는 마이크로파일을 실내 모형으로 만들어 그 역학적 거동을 분석하였다. 본 연구에서 제작한 마이크로파일 실내 모형은 실험을 통한 말뚝의 하중과 변위 거동 그리고 마찰력과 변위 거동 모두를 평가할 수 있도록 설계 하였다. 그리고 말뚝의 표면 마찰력과 변위 거동 분석 결과는 변형률 쐐기 모델에서 제시하는 해석 결과와 비교 하였다. 그 결과, 마이크로파일의 역학적 거동은 지반의 수평 저항력을 고려하여 평가하는 것이 타당하다는 사실을 확인 하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.297-300
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• 2010

본 논문에서는 일반적인 해석, 시공단계를 고려한 해석, 시공단계와 장기거동을 고려한 해석의 3가지 해석방법을 사용하여 수평부재의 설계에 적합한 해석방법을 제안하였다. 80층의 2D 구조모델에 3가지 해석방법을 적용하여 각 해석방법에 따라 부등축소량, 수직부재에 작용하는 축력, 수평부재의 단부에 작용하는 내력의 해석결과를 얻어 비교하였다. 또한 부재의 내부에서 철근과 콘크리트의 하중분담율의 시간에 따른 변화양상을 알아보았다. 해석결과 시공단계에 의한 영향은 수평부재에 작용하는 축력과 부등축소량 예측, 부재 내력 해석에 있어서 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다. 장기거동의 효과는 기둥축소에는 크게 영향을 미치지만 수직부재의 축력, 수평부재의 내력에는 변형만큼의 영향은 보이지 않는다. 시공시의 보정량을 결정하기 위해서는 장기거동이 반드시 고려되어야 하지만 부재의 단면설계의 목적으로는 제외되어도 무방할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.167-185
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• 1999

수평거동의 특성을 파악하기 위하여 일련의 연속된 모형실험을 수행하였다. 본 논문은 균질 및 비균질의 사질토 지반에서 항타 시공된 단일 강성말뚝의 수평거동에 대한 모형실험 결과들을 고찰하였다. 본 연구의 목적은 말뚝의 수평거동 특성에 대한 말뚝 시공상태(Driven & Embedded), 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 두께비(H/L), 그리고 지반반력 계수비의 영향에 관하여 실험 적인 연구를 수행하였다. 모형실험 결과들에 의하면, 수평거동은 비균질 지반에서 항타 에너지에 상당히 의존하고 있다. 즉, H/L=0.75의 경우 항타 에너지가 3배 증가에 의하여 매입말뚝에 대한 수평변위 감소율이 약 2.12배 정도 증가하였다. $E_{h1}/E_{h2}=5.56$인 비균질 지반에서 항타말뚝의 경우 수평변위의 감소에 대한 강성이 큰 상부층의 효과가 매입말뚝에 비하여 상당히 적게 작용하였다. 항타 진동으로 토립자의 재배열 현상으로 말뚝주변 지반 강성이 증가하고 이로 인하여 말뚝의 상대강성이 크게 증가하여 말뚝이 휨성말뚝과 비슷한 거동을 보였으며, 비균질 지반에서 항타 시공에 따른 최대 휨모멘트는 매입말뚝의 100 - 132%정도 크게 나타났다. 본 연구에서는 $y_D/y_E\; 와\; MBM_D/MBM_E$에 대한 수평하중과 H/L의 영향들을 모형실험 결과들로부터 실험식으로 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.77-90
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• 2009

본 연구에서는 다층지반에 관입된 현장타설말뚝 중 강성말뚝을 대상으로 다층지반의 조건에 따른 말뚝의 수평지지력과 수평거동에 대하여 실험적 분석을 실시하였다. 이를 위해 말뚝이 근입되는 지반에 상이한 상대밀도를 갖는 지반층을 구성하였으며, 수평하중-변위량 곡선을 통하여 극한수평지지력을 산정하고 기존의 방법을 적용시켜 산정된 극한수평지지력과 비교하였다. 또한, 말뚝에 부착된 스트레인게이지와 토압센서를 이용하여 다층지반에서의 말뚝의 수평거동에서 발생하는 휨모멘트분포와 극한단위수평지지력분포를 확인하였다. 수평재하시험결과 말뚝의 극한수평지지력은 지반의 상대밀도와 지반층의 구성에 따라 달라지며, 단일지반을 대상으로 제안된 다양한 방법으로 예측된 값에 비하여 상당부분 적게 측정되는 것으로 나타났다. 말뚝의 침모멘트 분포는 다층지반의 조건에 상관없이 유사한 분포 형상을 보였으며, 극한단위수평지지력 분포 형태는 최상층지반과 중간층지반이 동일하고 최하층지반이 상이한 지반에서 다소 달라지는 분포형상을 보였으나, 다른경우에 있어서는 기본적으로 Prasad and Chari(1999)의 극한단위수평지지력 분포형상과 유사한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.685-703
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• 2017

최근, 도심지에 초고층 아파트, 롯데월드타워와 같은 초고층빌딩의 수가 증가하면서 말뚝기초에 작용하는 풍하중, 지진하중, 토압 등 수평하중의 중요성이 높아지고 있다. 또한 도심지의 지상공간이 포화되면서 발생하는 다양한 문제를 해결하기 위하여 지하공간 개발은 유용한 해결책으로 언급되고 있다. 따라서 도심지 지하공간 개발에서 터널굴착에 대한 수직하중과 수평하중을 받는 말뚝의 거동, 지하공간의 개발을 모사하는 터널굴착과 관련된 연구는 많은 연구자들에 의해 수행되고 있다. 하지만, 수직하중과 수평하중을 받는 말뚝과 터널굴착으로 야기되는 상호거동에 관한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 도심지의 상황을 반영하여 수직하중과 수평하중을 받는 기존 구조물 하부에 터널을 굴착함으로써 야기되는 말뚝의 거동을 실내모형시험, 근거리사진계측 및 수치해석을 통해 비교 및 분석하였다. 말뚝과 터널의 수평이격거리(0.0D, 1.0D, 2.0D: D = 터널직경)와 허용수평하중의 크기($0.34P_{ah}$, $0.67P_{ah}$, $P_{ah}$)에 따라 총 9 CASES로 분류하여 터널굴착에 따른 말뚝의 축력과 거동을 관찰하였다. 그 결과 말뚝과 터널의 수평이격거리가 가까울수록 말뚝은 터널 굴착의 영향을 크게 받는 것을 알 수 있었고 수평이격거리가 멀어질수록 터널굴착의 영향보다는 허용수평하중의 영향을 더 크게 받는 것을 알 수 있었다. 또한, 수평이격거리가 증가하고 허용수평하중의 크기가 증가할수록($P_{ah}$) 말뚝 축력의 변화양상이 크게 발생하는 것을 알 수 있었다.