• 한국지반공학회논문집
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• 제32권9호
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• pp.37-50
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• 2016

쇄석다짐말뚝(GCP)은 연약지반의 지지력 증가와 침하량의 감소를 실현할 수 있어 연약지반 개량에 활발하게 사용되고 있다. GCP 설계에 필요한 응력분담비는 치환율, 상재하중, 깊이 등에 따라 달라진다. 많은 연구자들이 현장실험, 실내실험, 수치해석 연구를 통해 쇄석으로 이루어진 GCP에 대해 치환율에 따른 응력분담비를 제시하였으나, 쇄석과 모래의 배합비에 따른 응력분담비에 관한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 선행연구 분석과 수치해석을 통해 배합비와 치환율에 따른 응력분담비를 명확히 규명하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS 6.12-4를 사용하여 GCP가 시공된 복합지반을 모델링하여 배합비와 치환율에 따라 복합지반의 과잉간극수압과 응력분담비를 분석하였다. 선행연구 분석결과, GCP 복합지반의 응력분담비에 관한 연구에서 일반적으로 현장에서 정재하시험, 실내시험, 수치해석을 통해 얻은 응력분담비는 각각 1.7~3, 2~7.5, 2~6.5 범위로 나타났으며, 쇄석과 모래의 배합비에 관한 연구에서는 일반적으로 클로깅현상을 저감시키기 위해 실내실험 한 결과로 쇄석과 모래의 최적배합비가 70:30으로 나타났다. 수치해석결과, 일반적인 GCP 복합지반의 치환율이 증가함에 따라 응력분담비가 치환율 30%까지는 증가하다가 40%에서는 다시 감소하는 경향이 나타났으며, 쇄석과 모래의 배합비에 따른 응력분담비는 일반적으로 모래의 함유량이 증가함에 따라 쇄석과 모래의 배합비가 70:30까지는 증가하다가 60:40 이후에 다시 감소하는 경향이 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권9호
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• pp.15-24
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• 2020

본 연구에서는 저유동성 몰탈 주입공법의 개량체에 관한 응력분담비를 복합지반법, 지반아칭이론, 소성각법 및 2차원과 3차원 수치해석, 3차원 모형실험을 통해 평가하였다. 복합지반법으로 계산된 응력분담비는 89.3, 3차원 지반아칭이론을 적용할 경우 3.75~59.0, 3차원 소성각법의 경우 82.8로 이론별 응력분담비의 차이가 나타났다. 2차원 수치해석 결과 응력분담비는 63.0~77.0으로 개량율이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났고, 3차원 수치해석 결과 50.0~56.0으로 2차원 해석 결과 대비 작게 예측되었다. 대형 삼축압축셀을 이용한 특수 모형 실험의 경우 하중단계별 응력분담비는 53.0~60.0으로 나타났고, 실험으로 평가한 응력분담비는 2차원과 3차원 수치해석적 예측치 내에서 측정되었다. 본 연구에서는 저유동성 몰탈 주입 공법의 개량체에 대하여 해석 및 실험값을 바탕으로 개량율에 따른 응력분담비에 대한 예측식을 제안하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.18-26
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• 2004

SCP공법(Sand Compaction Pile Method)은 안벽구조물 하부 지반이 연약할 경우에 압밀침하 속도를 증가시키고, 침하를 감소시키며, 지지력을 증대시키기 위하여 널리 적용되어 왔다. SCP 개량지반은 연약지반에 타설된 모래말뚝과 주변 연약지반으로 구성된 복합지반을 형성한다. 이와 같은 복합지반의 설계 및 해석 시 가장 중요한 요소는 치환율에 따른 응력분담비이다. 본 연구에서는 수치해석기법을 사용하여 복합지반에 대한 응력분담비 특성을 검토하였다. 치환율에 따른 응력분담비는 상수 값이 아니라 연약지반의 깊이, 압밀과정에 의존한다. 또한 하중재하 단계에 응력분담비는 복합지반의 응력전이 특성에 의하여 증가하며, 재하 완료 직후에는 치환율에 따라 2.5∼12의 값을 가진다. 그러나 과잉간극수압이 소산되어 점토지반의 유효응력이 증가되는 압밀과정 동안에는 감소하여 압밀 완료 후에는 치환율에 관계없이 2.5∼6정도 범위로 수렴한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.33-38
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• 2011

현재 국내에서는 항만공사 등에서 안전측으로 70% 이상의 고치환율의 모래다짐말뚝(SCP)공법으로 설계 및 시공이 이루어지고 있는 실정이다. 그러나, 모래자원의 부족현상으로 인한 모래자원의 경제성을 극복하기 위하여 저치환율 모래다짐말뚝공법으로 대체가 요구되고 있는 실정이다. 모래다짐말뚝공법은 연약한 점성토 지반이나 사질토 지반을 개량하기 위하여 사용되고 있다. 점성토 지반의 SCP 설계 시에 가장 중요한 과제의 하나는 치환율에 따른 모래와 점토의 응력분담비를 결정하는 것이다. 본 연구에서는 모래다짐말뚝과 점성토로 이루어진 복합지반에서 치환율에 따라 응력분담비, 침하량을 파악하기 위하여 유한요소해석 프로그램을 사용하여 2차원 수치해석을 실시하였다. 해석결과, 치환율이 30%일때 응력분담비가 가장 크게 나타났고 침하량에 따른 응력분담비는 치환율이 높을수록 낮은 응력분담비를 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.5-15
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• 2011

본 연구에서는 조립질 말뚝으로 개량된 점토지반의 응력변화 및 응력분담비의 변화를 파악하기 위하여 말뚝의 종류(GCP, SCP)와 하중재하조건, 치환율을 변화시키면서 원심모형실험을 수행하였다. 강성재하실험 결과, 동일 치환율에서 점토지반에서의 연직응력은 유사한 반면, 말뚝상부에서의 연직응력은 GCP로 보강한 경우가 SCP보다 크게 나타났다. 또한, GCP 및 SCP의 치환율이 증가할수록 평균 응력분담비가 거의 비례적으로 증가하였고, GCP로 개량된 경우 평균 응력분담비가 SCP로 개량된 지반에 비해 크게 평가되었다. 또한 연성재하 실험결과 쇄석다짐말뚝 및 모래다짐말뚝의 치환율이 40%인 경우가 가장 큰 응력분담비를 나타내었으며, GCP로 개량된 경우의 평균 응력분담비가 SCP를 설치한 경우보다 약간 크게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.3216-3223
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• 2012

심층혼합처리(deep cement mixing, DCM)공법은 두꺼운 연약지반을 개량하는 공법 중 하나이다. 이 공법은 저소음, 저진동으로 공해가 적고 단시간에 큰 강도를 얻을 수 있는 장점이 있다. DCM공법과 같이 연약지반 개량 후 복합지반이 형성되는 지반의 침하량 산정을 위해서는 응력분담비의 결정이 필요하다. 이 연구에서는 DCM공법으로 개량된 복합지반 거동특성을 이해하기 위하여 모형재하시험을 실시하였다. 모형시험에서 측정한 토압과 침하량, 그리고 기존 제안도표를 이용하여 응력분담비를 산정하였는데 응력분담비는 각각 35.4, 28.6, 27.02로 DCM 개량체에 큰 응력집중이 발생하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 기존 연구결과에 의한 응력분담비(26.52, 32.5)와 비교할 때 유사한 값을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.35-45
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• 2017

쇄석다짐말뚝(GCP)은 연약지반의 지지력 증가와 침하량 감소를 실현할 수 있어 연약지반 개량에 활발하게 사용되고 있다. 그리고 GCP 설계에 필요한 응력분담비는 치환율, 상재하중, 깊이, 관통률 등에 따라 달라진다. 그동안 많은 연구자들이 현장 실내 실험, 수치해석 연구를 통해 GCP로 개량된 복합지반의 응력분담비를 제안하였지만 명확하게 제시되지 못한 실정이다. 본 연구에서는 GCP공법의 합리적인 설계법 제안을 위한 기초연구로써, 유한요소해석프로그램인 ABAQUS 6.12-4를 이용하여 GCP로 개량된 복합지반을 모델링하여 치환율과 관통률에 따른 침하량과 응력분담비를 분석하고자 하였다, 그 결과, 최상부 지점을 제외한 다른 지점에서의 응력분담비의 값은 관통률 60%일 때 1.21~5.36, 관통률 80%일 때 1.19~5.45, 관통률 100%일 때 2.16~5.60 이었다. 이는 관통률과 치환율이 증가할수록 응력분담비의 값은 크게 증가함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.59-66
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• 2004

SCP 개량지반은 연약지반에 타설된 모래말뚝과 주변 연약지반으로 구성된 복합지반을 형성한다. 복합지반에 상재하중이 작용할 경우, SCP쪽으로 반경방향의 흐름에 의하여 시간의존적인 압밀거동이 유발될 뿐만 아니라, SCP와 주변 연약지반 사이에서 강성도 차이로 인하여 응력전이가 유발된다. 본 논문은 SCP 개량지반의 압밀거동에 대한 교란효과의 영향을 고려하기 위하여 원통형 실린더 지반에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석결과 연약지반의 교란영역은 유효응력-간극수압의 거동, 응력전이기구, 응력분담비에 영향을 줌을 알 수 있었다. 또한 SCP와 점토 사이의 응력전이량은 상부 z/H=0.25에서 가장 크며, 깊이가 증가함에 따라 감소한다. 응력분담비는 상수값이 아니라 압밀과정에 의존하며, 교란영역을 가진 연약지반의 응력분담비는 교란영역이 없는 연약지반의 응력분담비보다 큼을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.107-114
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• 2003

국내에서는 조립토를 이용한 연약지반 처리공법 중 모래다짐말뚝공법이 많이 활용되고 있으나, 모래자원의 고갈과 단가상승으로 인해 적용이 제한되고 있어 대체공법이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 육상부 현장에 시험시공된 쇄석다짐말뚝에 대한 정재하시험을 수행하였으며, 쇄석다짐말뚝과 연약지반의 응력분담비를 규명하고 성능을 평가하였다. 임의 압력에서 치환율이 증가할수록 침하량이 작아지는 경향을 보였다. 치환율 20%일 때의 항복압력은 치환율 30%, 40%일 때 보다 작았다. 치환율 30%와 40%일 때의 항복응력과 침하량은 비슷하였다. 응력분담비는 1.7∼-3.0의 범위에 있었으며, 치환율이 증가할수록 응력분담비가 증가하는 경향을 보이고 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.19-30
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• 2023

연약지반 대책공법으로 적용되는 다짐모래말뚝과 같은 지중구조물은 주로 복합지반 설계법에 의해 침하 및 안정성을 분석한다. 복합지반 설계법의 기본원리는 아칭효과이며 말뚝의 보강효과는 응력분담비로 평가한다. 탄성적 특성을 갖는 그라우팅 말뚝을 지반보강공법으로 적용할 때 기존의 응력분담비 평가는 말뚝이 지표까지 설치되어 상재하중이 말뚝과 원지반에 같이 직접 재하되는 경우만을 고려해 왔다. 본 연구에서는 지반보강 말뚝의 설치를 지표까지 올리지 않고 지중 어느 위치에서 마감할 때에는 지금까지의 연구들에 의해 적용된 응력분담비 적용 방법이 달라져야 한다는 것을 보여주었다. 고강도 Jet grouting이 적용되었을 때 원지반에 대한 그라우팅 말뚝의 응력분담비(n)는 통상 30~50 범위의 값을 적용한다. 그러나 이는 지표까지 말뚝이 놓이는 경우이고 말뚝 상단의 위치가 지표로부터 멀리 깊게 위치될 경우 응력분담 효과가 급격히 저감되며 응력구(stress bulb) 경계가 되는 깊이부터는 정량적 값 1.5에 수렴했다.