• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.193-205
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• 2001

본 연구에서는 수직 및 수평하중을 받는 군말뚝의 배열 및 중심간격을 고려한 실내모형실험을 수행하여 군말뚝기초의 거동특성을 분석하였다. 모형말뚝은 PVC말뚝을 사용하였으며 모형지반은 주문진표준사를 이용해 조밀한 사질토 지반(Dr=73%)으로 조성하였다. 말뚝의 배열은 $2\times2,\; 3\times3$ 배열, 말뚝중심간격은 말뚝직경의 2.5, 5.0, 7.5 배인 경우를 고려하였다. 실험결과 수직하중을 받는 말뚝에서는 두부에서의 수직하중-침하량곡선, 하중전이함수인 주면마찰락력-변위곡선(t-z 곡선)과 선단지지력-변위곡선(q-z 곡선)을 구하였으며, 수평하중을 받는 말뚝에서는 두부에서의 수평하중-수평변위곡선, 하중전이함수인 지반반력-변위곡선(p-y곡선)을 구하였고 이를 토대로 말뚝의 배열 및 중심간격에 따른 군말뚝계수를 제안하였다. 또한 수평하중을 받는 군말뚝의 각 열에 대해 상호작용계수(P-multiplier)를 산정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.47-63
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• 2015

본 연구에서는 풍화토에 근입된 현장타설말뚝을 대상으로 수평 반복하중에 대한 말뚝-지반의 상호거동을 파악하기 위하여 현장타설말뚝 재하시험 및 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 현장재하시험은 국내에 널리 분포하고 있는 풍화토 지반에 근입된 현장타설말뚝을 재하시험 대상으로 하였다. 반복하중의 방향을 달리하여 일방향과 양방향으로 반복하중을 재하 하였으며, 반복하중의 방향에 따른 시험말뚝의 수평변위 및 휨모멘트를 분석하였다. 또한, 지반 물성이 말뚝-지반의 상호거동에 미치는 영향과 반복하중의 횟수, 방향 등, 하중특성 인자들의 영향 정도를 살펴보기 위하여 3차원 유한요소 모델링 및 해석을 수행하였으며, 국내 외에서 수행된 현장재하시험의 사례들 및 기존에 제안된 경험적 반복하중 p-y 곡선 함수들과 비교 분석함으로서 3차원 유한요소 모델링의 타당성을 확인하였다. 3차원 유한요소해석 결과, 풍화토에 근입된 현장타설말뚝에 작용하는 반복하중의 방향성을 고려할 수 있는 쌍곡선 형태의 p-y 곡선 함수식을 제안하였다. 또한 쌍곡선 형태의 정적하중 p-y 곡선 함수식에 반복하중에 의한 지반반력계수와 지반의 극한저항력의 감소 효과를 동시에 고려할 수 있는 감소계수를 도출하여, 말뚝의 변위와 지반의 극한 저항력의 관계를 하나의 함수식으로 표현하였다. 사질토에 근입된 말뚝의 반복하중 재하시험 사례들을 이용하여 결과를 비교 분석한 결과, 제안된 p-y 곡선 함수는 현장 실측치와 비교적 잘 일치하였으며, 기존의 경험적 반복하중 p-y 곡선 함수보다 말뚝-지반의 수평거동 특성을 더 적절히 예측함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.45-54
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• 2010

말뚝 구조물의 동적 거동을 분석하고 지진파에 대한 공진 안정성을 확보하기 위해서는 고유 진동수를 합리적으로 산정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 간단한 질량 - 스프링 모델을 이용하여 지진 하중을 받는 말뚝 구조물의 고유 진동수를 간편하면서도 효율적으로 예측할 수 있는 방법을 모색하였다. 고유진동수 산정 결과에 큰 영향을 미치는 지반-말뚝 간 스프링 강성을 지반반력상수와 p-y 곡선 그리고 지반 탄성계수 등을 이용하여 결정하고, 이들을 이용하여 계산한 고유진동수를 1g 진동대 실험에서 계측한 고유진동수와 비교한 결과, 지반반력상수를 이용한 Reese(1974) 방법과 동적 p-y 중추 곡선을 이용한 Yang(2009)의 방법을 이용하여 스프링 강성을 산정하는 것이 가장 우수한 결과를 나타내었는데, 건조토에 위치한 말뚝구조물에서는 5% 이내의 오차를 보였으며, 포화토에 위치한 말뚝 구조물의 경우에는 진동 중에 과잉간극수압의 발생여부에 따라 5%에서 40% 사이의 오차를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.13-21
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• 2020

본 연구에서는 교대 말뚝기초 설계 시 적용되는 횡방향스프링정수(k1)의 신뢰성에 대한 평가를 실시하였다. 이를 위하여 Chang(1937)이 제안한 변위법으로 설계된 교대 말뚝기초의 횡방향변위 예측관련 인자의 신뢰성을 ◯◯교와 ◯◯IC2교의 설계계산서를 기반으로 수계산 및 수치해석(p-y 분석)으로 파악하였다. 그 결과, 변위법 보다 수치해석으로 산정된 k₁값이 더 작게 나타났다. 이는 시공 시 발생되는 횡방향 변위가 설계단계에서의 예측값 보다 더 크게 발생할 수 있음을 의미한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권9호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구에서는 수치해석을 통해 말뚝캡의 강성에 따른 거동차이를 분석하였다. 따라서 강성캡과 연성캡을 선정하여 상부교각과 하부군말뚝기초를 일체화하여 일련의 해석을 수행하였다. 해석 시 캡강성에 영향을 주는 캡의 탄성계수와 두께, 상부 교각길이, 지반반력, 그리고 말뚝직경 등을 고려하였다. 본 연구결과 군말뚝내 개별말뚝에 작용하는 하중은 말뚝캡의 강성에 크게 좌우되었으며 그 결과, 연성캡 해석결과는 강성캡에 비하여 수평하중과 휨모멘트가 상대적으로 크게 발생하므로 좀 더 보수적인 설계가 가능하리라 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3B호
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• pp.281-287
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• 2009

본 연구에서는 우리나라 인천 남구 시화호 연안의 퇴적토를 가토제(containment dyke)내에 펌핑 매립한 인천 LNG 인수기지 조성부지 내의 준설지반과 인근 시화호 조성공사 지역의 해성퇴적토에 대해 토질시험을 실시하여 토질정수를 산정하고, 돌핀 기초말뚝의 배열 조건을 달리하여 태풍 내습 시 돌핀에 작용하는 최대 파고에 의한 돌핀 기초말뚝의 변위, 전단력과 모멘트에 대한 거동 특성을 해석하였다. 수치해석 결과, 최대 심해설계파와 만내발생파의 파력에 의한 돌핀구조물의 거동은 일반적으로 준설토와 퇴적토의 지반반력계수 보다는 말뚝 직경의 크기에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타나고 있다. 또한 돌핀구조물 기초말뚝을 직항으로 모델링한 경우와 경사말뚝을 조항으로 모델링한 경우, 조항이 직항보다 돌핀에 작용하는 외력에 대해 수십 배 이상의 저항효과가 있는 것으로 나타나고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권7호
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• pp.67-75
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• 2012

교량기초의 지지층인 조밀한 화강풍화토 지반에서 얕은 기초의 침하에 대한 크기효과를 평가하고자 하였다. 이를 위해 지반조건이 유사한 2개 현장에서 재하판 크기를 다르게 하여 평판재하시험을 수행하였다. 시험결과 재하판 하부 및 주변 지반의 파괴는 관찰되지 않았으며 하중 증가에 따라 침하가 비례하여 증가하였다. 이러한 결과는 대상지반에 지지되는 기초의 안정성 또는 사용성은 침하가 지배하는 것을 의미한다. 침하에 대한 기초크기 효과는 압력-침하곡선의 기울기로 표현되는 지반반력계수와 기초폭의 관계로 표현하였다. 기존에 제안된 관계식과 비교해 볼 때 본 실험결과는 크기효과가 더 크게 나타나며, 이는 기존에 제안된 관계식은 조밀한 화강풍화토 지반에 지지된 기초의 침하를 과소평가할 수 있음을 나타낸다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권4호
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• pp.75-88
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• 1991

국토의 70%가 산지인 우리나라에서는 6월에서 9월 사이의 우기에 많은 산사태가 발생하고 있 다. 이러한 산사태를 방지하기 위한 대책공법의 하나로 억지말뚝공이 사용될 수 있다. 산사태와 같 은 측방이동지반속에 억지말뚝이 일렬로 설치되어 있으면 말뚝사이의 지반은 아칭현상에 의하여 지지될 수 있다. 억지말뚝의 합리적설계 법을 확립하기 위하여 측방이동지반속의 말뚝에 작용하는측방토압산정 식을 사용하여 억지말뚝이 설치된 사면의 안정 해석법이 제안된다. 특히 이 이론식은 측압계수를 사용하므로서 간편한 형태의 식으로 정 리된다. 또한 활동면 상부 말뚝부분에 지반반력이 말뚝변위 에 비 례하여 작용한다고 가정하므로 이전 연구에서 이미 제안된 말뚝안정 해석을 위한 미분방정식 이 수정 제안된다. 마지막으로 산사태 발생이 예정되었던 우리나라 사면의 한예를 대상으로 산사태억지말뚝의 사면안정 효과가 조사된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.863-874
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• 2015

본 연구에서는 보강날개로 보강된 수중잠제 지지말뚝의 보강효과를 분석하기 위하여 하중전이거동을 분석하였다. 먼저 3차원 유한요소해석을 통해 말뚝의 변위 및 하중전이곡선(지반반력) 결과로부터 보강효과를 확인하고, 하중전이곡선에서 극한저항력 비율로 보강말뚝의 수평 및 인발하중에 대한 보강계수를 산정함으로써 보강효과를 정량화 하였다. 산정된 보강계수를 쌍곡선 하중전이함수의 극한저항력 $p_u$와 $t_{max}$에 곱해서 보정상수(fitting parameter)로 적용하여 보강효과를 고려한 하중전이함수를 제안하였다. 제안된 하중전이함수가 수치해석 결과를 잘 반영하고 있는지 확인하기 위해 3차원 유한요소해석을 비교하여 보강말뚝의 하중전이거동을 분석하였다. 제안된 하중전이함수를 하중전이법 해석에 적용하여, 실제 수중잠제를 해석한 결과 보강말뚝의 전단력, 휨 모멘트, 변위가 무보강말뚝보다 작게 발생하고, 지반반력은 더 크게 발생하여 비교적 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.81-90
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• 2011

강관말뚝의 경쟁력 향상을 위해 개발되어 현장적용되고 있는 590MPa급 고강도 강관말뚝의 항타관입성과 지지력 특성을 분석하기 위하여 인천 송도지역에 총 18본의 다양한 지름/두께 및 강도별로 강관말뚝을 시공하고 이에 대한 재하시험을 수행하였다. 항타관입성은 일반강도와 고강도간의 타격횟수, 관입깊이, 건전도 등을 확인하여 비교하였으며, 파일 지지력은 동재하시험을 수행하고 대표 말뚝에 대해서는 정재하시험을 수행하여 동재하시험의 적절성을 평가하였다. 또한 동재하시험결과를 GRLWeap 해석결과와 비교하고 입력변수에 대한 역해석을 수행하여 향후 고강도 강관말뚝을 송도지역에 시공할 때 보다 적절한 항타장비 선정 및 지지력 예측이 가능하도록 표준관입시험의 N값을 이용한 지반반력계수에 대한 보정식을 제안하였다.