• 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.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.65-75
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• 2016

본 연구에서는 최근 적용사례가 급증하고 있는 가압식 그라우팅을 이용한 쏘일네일링의 현장인발시험 자료를 수집하여 데이터베이스를 구성하였으며, 기존의 도해법을 이용한 극한인발저항력 판정법의 문제점을 보완하기 위하여 비선형회귀분석을 이용하여 극한인발저항력을 판정하는 방법을 제안하였다. 비선형회귀분석에 의해 추정된 하중-변위곡선은 현장인발시험 자료와 매우 높은 상관성을 보였으며, 도해법에 의해 판정된 극한인발하중에 비해 평균 29% 정도 크게 판정되었다. 쏘일네일의 하중-변위곡선이 항복하중 이후에 급격한 변위를 보이는 경우에는 S자 성장곡선 회귀모형이 가장 적합하며, 인발하중과 변위의 증가량이 점진적으로 감소하는 파괴거동을 보이는 하중-변위곡선은 점근적 방법이 가장 적합한 회귀모형으로 평가되었다. 본 연구로부터 제안된 단위극한주면 마찰 저항력은 국내 지반특성과 가압식 그라우팅 공법의 특성이 반영된 것으로 해외 연구결과로부터 제시된 설계도표를 이용하던 문제점을 개선함으로써 독자적인 설계기준을 확보하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1049-1057
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• 2016

파형 마이크로파일은 제트 그라우팅 공법을 활용하여 마이크로파일의 그라우트체를 단일 또는 복수개의 전단키를 갖는 파형의 형상으로 시공하는 기초 형식으로, 전단키와 지반 접촉면에서의 주면마찰력을 증가시켜 기존 마이크로파일의 지지성능을 개선하고자 개발되었다. 본 논문에서는 파형 마이크로파일의 전단키의 위치에 따른 형상별 거동 특성을 검토하기 위하여 전단키가 말뚝의 상부, 중앙, 하부 및 다층에 적용된 파형 마이크로파일과 일반 마이크로파일, 제트 그라우팅 마이크로파일에 대한 원심모형실험을 수행하였다. 실험결과, 각 말뚝의 하중-침하 관계로부터 전단키가 없는 마이크로파일에 비해 파형 마이크로파일의 뚜렷한 지지력 증대 효과를 확인하였으며, 또한 전단키가 큰 구속압을 갖는 지반의 하부 및 단단한 지층에 시공될 경우 지지력 증대에 유리한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1749-1755
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• 2014

진동해머에 의해 시공되는 말뚝의 해석기법을 개발하고 매개변수연구를 수행하여 개발된 해석기법의 신뢰성을 평가해보았다. 편심모멘트와 진동수에 따른 매개변수해석을 통해 구한 가속도를 비교분석해 본 결과 최대가속도의 크기는 대략적으로 편심모멘트에 비례하였으며 진동수의 제곱에 비례하였다. 또한 변위진폭은 편심모멘트에 비례하는 결과를 나타내었고 진동수에는 거의 영향을 받지 않았는데 이러한 경향은 공운전시의 거동특성과 유사하다. 매개변수해석을 통해 구한 동적 하중전이곡선을 비교해 볼 때 편심모멘트와 진동수의 크기에 관계없이 최대 동적단위선단저항력의 크기는 동일하였으며 최대 동적단위주면마찰력의 크기는 편심모멘트에 영향을 받으나 진동수와는 무관하였다. 매개변수해석결과를 종합적으로 비교분석해 볼 때 개발된 해석기법은 합리적인 해석결과를 보인다고 볼 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6C호
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• pp.241-250
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• 2011

풍화암에 근입된 현장타설말뚝의 지지력 예측에는 최근 미국 FHWA에서 제안된 IGM 설계법이 가장 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 IGM 이론을 적용하기 위하여 시험시공 현장에서 지반조사를 실시하고, 교란여부, 거칠기 상태를 측정한 결과, 점성, 비교란, 매끄러운 조건으로 지반을 분류하였으며, 일축압축강도($q_u$) 측정이 불가능한 화강풍화암 구간에서 정재하시험 및 하중전이시험과 N값을 이용하여 간편하게 $q_u$값을 예측할 수 있는 관계식을 제안하였다. 본 시험시공을 통한 연구결과 화강풍화암에서 IGM 이론을 적용하여 현장타설말뚝의 지지력 산정에 대한 설계방법을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.73-83
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• 2017

모래 및 실트 함유량이 우세한 서해안 저소성 지반(인천, 화성, 군산)에서 실시된 실내 및 현장시험으로부터 얻어진 비배수전단 강도를 이용하여 피에조콘계수(Nkt)를 분석한 후, 이에 대한 적용성을 평가하였다. 인천, 화성 및 군산지역에서 얻어진 일축압축 강도에 의한 콘계수(Nkt)는 19~23, 간이 CU 강도에 의한 값은 13~13.8, 현장베인강도에 의한 값은 11.6~13.1로 평가되었다. 이는 저소성 실트 지반조건에서 일축압축강도가 과소평가되는 원인에 의한 것으로 간이 CU 강도 적용조건과 비교했을 때 콘계수(Nkt)가 약 1.8배 전후로 커지며 분산되는 경향을 나타냈다. 저소성 실트 지반에서 수행된 CPTU 데이터를 이용하여 콘계수(Nkt)를 평가할 때에는 지반의 입도분포, 액소성한계 등의 물리적 특성, 지층 내의 sandseam 분포 등으로 인한 콘선단저항(qt) 및 주면마찰력(fs)의 불규칙한 분포, 간극수압계수(Bq)를 종합적으로 분석하여 수행하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.21-29
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• 2014

시멘트 페이스트를 사용한 충전재는 현장 시공 시 실제 주입량이 지나치게 커서 비효율적이며, 설계기준에 비해 과도한 강도를 발현하여 시멘트 사용에 따른 환경성 문제를 지니고 있다. 이에 대한 대안으로 기존의 시멘트 페이스트를 대체함과 동시에 경제성과 환경성을 고려하여 현장에서 발생되는 현장토를 충전재로 재활용한 고화처리 충전재의 현장 적용성을 평가하였다. 또한, 현장 재하시험 및 하중전이 계측을 수행하여 말뚝의 축방향 지지거동을 분석하였다. 그 결과 고화처리 충전재는 기존 시멘트 페이스트에 비해 유동성과 재료분리저항성 및 부착강도에서는 좋은 성능을 발휘하였고, 동재하시험에 의한 주면마찰력은 다소 떨어졌으나 수평지지력 및 인발력 등은 유사하였고, 설계지지력 이상 도출되어 기준에 부합된 결과를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.137-144
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• 2010

팽이기초에 대한 일본과 국내에서 현재까지 공통적으로 연구되고 있는 것은 팽이기초의 현장재하실험에 대한 지지력과 침하량에 주목되어 있다. 그러나 팽이기초에서 선행되어야할 연구는 공법 자체가 상재하중을 하부에 어떠한 원리로 전달되는 지에 대한 분석이 수행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 일본에서 개발된 Top-Base Foundation과 국내에서 개발된 부양형 팽이기초의 응력전달 메커니즘을 수치해석 및 실내모형실험을 통하여 분석하였다. 팽이기초의 하중전달 메커니즘을 분석한 결과 상재하중에 대한 팽이기초 자체의 하중저감 분담률은 주로 팽이기초와 쇄석사이에서 발생하는 주면마찰력이 가장 크게 나타났다. 또한, 팽이기초의 내부응력분산효과를 포함한 Top-Base Foundation의 총 응력분산각은 $41.8^{\circ}$이며, 부양형 팽이기초의 총 응력분산각은 $44.5^{\circ}$로 산정되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.11-21
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• 2019

본 연구에서는 말뚝의 인발저항에 대한 합리적 평가를 위하여, 다양한 지반 조건(상대밀도, 세립분 함유율)에서 말뚝의 인발거동 모사에 대한 유한요소해석의 적용성을 평가하였다. 즉, 기존의 실내모형실험 결과(You et al., 2018)를 대상으로 동일한 조건에서의 유한요소해석을 실시하였고, 유한요소해석에 이용된 해석모델의 신뢰성을 검증하였다. 또한 수치해석을 활용한 말뚝의 인발거동 모사에 대한 적정성을 평가하였다. 그 결과, 가상지반이 적용된 축대칭 해석을 이용하여 말뚝의 주면마찰력을 평가할 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 다양한 지반 조건에 대하여 말뚝-지반 경계면의 전단저항 특성을 반영할 수 있는 축대칭 해석은 말뚝의 합리적인 인발거동 모사가 가능한 해석방법으로 활용이 가능한 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구를 통하여 제안된 해석모델은 말뚝의 응력-변형 관계를 통한 인발거동을 적절하게 모사할 수 있는 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권11호
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• pp.107-119
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• 2018

PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝을 현장 시험 부지에서 시험시공하였다. 이들 선단변형 PHC말뚝들에 대하여 하중전이측정이 수반된 연직압축정재하시험을 실시하였으며 시공직후 항타후 동재하시험을 수행하였다. 또한 선단부만 그라우팅한 선단변형PHC말뚝에 대한 연직압축정재하시험도 실시하였다. 3가지 다양한 선단말뚝들 즉, PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝의 하중-침하량 거동은 거의 동일한 양상을 나타내었다. 따라서 말뚝이 선단지지층에 근입된 길이가 동일하고 말뚝 본체의 직경이 동일할 경우 확장판 선단부착 PHC말뚝 및 강관 선단부착 PHC말뚝의 지지력 증대 효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 최종재하하중단계에서 PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝의 주면마찰력은 각각 전체 재하하중의 95.8%, 95.6%, 97.8%를 분담하였으며, 선단지지력은 전체 재하하중의 4.2%, 4.4%, 2.2%를 분담하였다.