• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권12호
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• pp.41-47
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• 2019

본 논문에서는 서남해 해상풍력 실증단지 해역을 대상으로 석션버켓기초의 지지력에 대한 신뢰성 분석에 대한 내용을 다루었다. 5MW급 해상풍력터빈의 콘크리트 석션버켓기초를 선정하여 기초 설치 후 연직지지력과 수평지지력에 대한 파괴확률을 계산하고 설계변수의 민감도를 분석하였다. AFOSM을 이용한 신뢰성해석을 수행한 결과, 기초-지반 분리거동 시 연직지지력에 대한 파괴확률이 가장 큰 것으로 나타났으며 기초지반의 단위중량과 내부마찰각이 지배적인 영향인자임을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권10호
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• pp.13-22
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• 2016

본 연구에서는 가이드라인에 제시된 스퍼드캔의 설계 프로세스에 따라 서남해 연약지반 조건에 최적화된 스퍼드캔의 형상 및 크기를 도출하고, 안정성 평가를 위한 복합하중 작용 시의 항복면을 정의하였다. 이를 위해 일정한 수직하중 작용 시 수평하중과 모멘트 하중을 가하여 수평하중-수평변위, 모멘트-회전변위간의 상관관계를 통해 항복면을 산출하는 프로브 방법을 적용하였다. 분석 결과, 복합하중을 고려한 서남해 지반에서 요구되는 스퍼드캔의 직경은 8m로 나타났으며, 가이드라인에 제시된 지지력 산출경험식을 통해 지지력을 계산할 경우 얕은 심도에서는 비교적 정확한 지지력의 예측이 가능한 것으로 나타났다. 제시된 항복면은 Mohr Coulomb 모델과 Hardening soil 모델을 각각 적용하였을 시 서로 다른 형상을 보였으나, 스퍼드캔의 직경이 증가함에 따라 점차 확장되는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 제시된 항복면은 실제 스퍼드캔이 설치될 지역의 지반조사 결과, 가이드라인과 더불어 추후 해상풍력단지 조성 시 스퍼드캔의 안정성 평가에 유용한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권8호
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• pp.47-59
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• 2016

얕은 기초의 회전거동은 지진 시 상부 구조물의 지진하중을 줄이는 효과적인 방법으로 대두되고 있다. 그러나 회전거동의 메커니즘에 대한 이해부족과 항복거동으로 인한 지반변형 때문에 시공에 적용되지 못하고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험을 이용한 수평반복하중 실험을 통해 세장비가 다른 시스템의 근입된 얕은 기초의 회전거동 특성을 평가하였다. 실험결과를 통해 기초의 회전거동으로 인한 하부지반면의 원형현상을 관찰하였으며, 이로 인해 기초의 최대 전도모멘트가 기초의 극한 모멘트 지지력과 같아지는 것을 알 수 있었다. 기초 저면에서 관측된 토압변화를 통해 항복거동으로 인한 수평거동과 회전거동의 연결(coupling)과 분리(decoupling)현상을 볼 수 있었다. 또한 기초의 회전각이 증가할수록 지반의 비선형성과 에너지 감쇠가 커짐을 알 수 있었고, 근입된 기초의 극한 모멘트 지지력이 지표면에 놓인 기초의 극한 모멘트 지지력보다 더 커지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 기초의 회전거동을 이용한 내진 설계 시 보다 정확하고 적절한 기초의 극한 모멘트 지지력을 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

• 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.

• 토지주택연구
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• 제2권1호
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• pp.79-85
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• 2011

지반의 지지력은 안정화, 다짐공법등 고전적인 지반개량공법에 의한 증대된다. 최근, 지지력을 향상시키기 위한 내구성이 있고 강성이 큰 토목섬유의 유용성때문에 지오텍스타일의 사용은 보편화되고 있다. 본 논문에서는 모래지반에 보강재를 수평으로 등간격 배치하여, 평면 변형률 상태의 실내모형실험을 실시하고 지지력의 개량효과와 거동을 분석하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권3호
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• pp.23-34
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• 1993

지반조건이 개단강관말뚝의 거동에 미치는 영향을 규명하기 위하여 응력상태와 상대밀도의 조절이 가능한 토조내에 포설된 모래지반에서 모형말뚝실험이 수행되었다. 모형말뚝은 개단강관 말뚝의 각 부분에 작용하는 지지력을 분리측정하기 위하여 직경이 다른 두개의 파이프로 만들어졌다. 실험결과에 의하면 모래지반에 타입된 개단말뚝의 폐색정도와 관입저항력은 지반의 수직응력보다는 수평응력과 상대밀도에 의하여 좌우되었으며, 관내토지지력과 외주면마찰력, 그리고 전체 지지력도 수직응력보다는 수평응력과 상대밀도에 의하여 주로 영향받는 것으로 나타났다. 또 한 말뚝 외벽에 작용하는 수평응력은 원지반의 응력상태와는 관계없이 조밀한 지반의 경우에는 원지반의 수평응력보다 크게, 보통상태의 지반에서는 원지반과 비슷하게, 그리고 매우 느슨한 지반에서는 원지반보다 작게 측정되었다. 원지반의 수평응력에 대한 말뚝 설치후의 말뚝 외벽에 작용하는 수평응력의 비는 주어진 모래지반의 경우 원지반의 수평응력과 관계없이 상대밀도에 따라 일정한 값으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.57-64
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• 2004

절개사면에 설치된 앵커지지 흙막이벽의 설계법을 확립하기 위해서는 흙막이벽체 및 배면지반의 변형거동을 규명할 필요가 있다 따라서, 본 연구에서는 아파트 신축부지 절개사면의 보강을 위해 앵커지지 흙막이벽과 억지말뚝이 설치된 사면을 대상으로 계측을 수행하였다. 굴착단계별 앵커설치시 흙막이벽의 수평변위는 감소하고 상대적으로 배면지반의 변형은 증가하는 경향이 있다. 앵커력 도입시 흙막이벽의 수평변위는 전반적으로 감소하며, 앵커의 인장력은 흙막이벽의 변형에는 큰 영향을 미치지만 배면지반의 변형에 미치는 영향은 크지 않았다. 흙막이벽의 최대수평 변위는 굴착깊이의 $1~4\%$사이에 발생하며, 암반굴착면을 갖는 배면수평면인 앵커지지 흙막이벽의 최대수평변위보다 $2\~8$배정도 크게 발생된다. 한편, SLOPILE(Ver 3.0)프로그램을 이용하여 앵커지지 흙막이벽의 사면안정효과를 검토하였으며, 사면안정해석시 앵커지지 흙막이말뚝에 작용하는 측방토압은 배면수평면인 앵커지지 흙막이벽에 적용하는 경험토압의 평균값이 적용가능하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.29-46
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• 2014

모래지반의 지표면에 위치한 거친 바닥면을 가진 강체 원형기초에 대하여 삼차원 수치해석을 통하여 수직-수평 조합하중 조건에서의 지지력을 구하였다. 조합하중 상관도를 효율적으로 산출할 수 있는 swipe 재하방법과 실제 구조물의 하중 조건과 유사한 probe 재하방법을 모사할 수 있는 수치모델을 구현하였으며 요소망의 조밀도에 의한 오차를 소거할 수 있는 분석 절차를 개발하였다. Mohr-Coulomb 소성모델을 사용하고 관련흐름법칙을 적용하여 지반의 내부 마찰각에 따른 수직-수평 조합하중에 대한 지지력 상관도와 경사계수를 산출하였다. Swipe 재하방법의 결과는 probe 재하방법을 사용한 결과와 유사함을 확인하였으며, 거친 바닥면 조건에서 수직-수평 조합하중 지지력 상관도의 내부 마찰각에 따른 변화는 미미하고, 원형기초에 대해서 연속기초 및 사각형기초와 동일한 경사계수를 적용할 수 있는 것으로 나타났다. 하중의 경사가 큰 경우에는 수치모델링을 통해 산출된 원형기초에 대한 지지력 상관도와 경사계수는 기존의 연구 결과보다 작게 평가되었으며, 수치모델링 결과에 영향을 미치는 요인과 향후 연구 방향에 대하여 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.27-40
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• 2011

본 연구에서는 점토지반에 근입된 송전철탑 연결형 기초를 대상으로 모형수평재하시험을 수행하고, 연결형 기초의 파괴기준을 제안하였다. 본 연구를 위해 전라북도 익산에 위치한 점토지반에서 연결형 기초의 모형수평재하시험을 수행하였으며, 연결형 기초의 하중-변위특성을 분석하였다. 본 실험을 위해, 강성의 변화를 고려할 수 있는 연결형 기초 모형체를 제작하였으며, 요소 및 기초전반의 거동을 파악하기 위하여 다양한 계측장치를 설치하여 실험을 수행하였다. 실험결과를 토대로, 연결형 기초의 지지력을 측정하고 비교 분석하였으며, 수평지지력 결정을 위한 파괴기준을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.19-31
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• 2021

마이크로파일은 소구경 현장타설말뚝으로 간단한 시공법과 비교적 저렴한 공사비용으로 각종 건축물 및 구조물 기초보강 및 내진보강 등에 활용되고 있다. 말뚝 선단에 단순한 메커니즘의 고정 지압 구조체를 장착하여, 상부하중 작용 시 지압구가 압축·팽창하면서 선단 면적의 확대와 주면으로의 쐐기수평력을 발휘하여 지지력을 증대시키는 "선단 확장형 마이크로파일"이 개발되었으나, 개발된 공법에 대한 정확한 검증이 부족하여 실제 현장에서 활용되지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는, 선단 확장형 마이크로파일의 지지 메커니즘과 일반 마이크로파일 대비 지지력 증대효과를 검증하고자 3차원 수치해석을 수행하였다. 선단 확장형 마이크로파일을 모델링하고 수치해석을 위한 입력 물성치를 산정하였으며, Lab-scale 수치해석을 통하여 고정 지압 구조체가 압축·팽창되면서 발현되는 수평력에 의한 지지 메커니즘을 확인하였다. 이와 더불어 Field-scale 수치해석을 통해 일반 마이크로파일과의 지지력을 비교·검증한 결과, 압축 및 인발지지력이 각각 20.0%와 38.9% 증대되는 것을 확인하였다.