• 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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• 제20권1호
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• pp.37-47
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• 2004

본 연구에서는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 지지력을 높이기 위해 말뚝 주면에 soil nail을 정착한 타설말뚝의 축하중 해석을 수행하여 그 거동을 파악하였으며, soil nail의 유ㆍ무에 따른 보강효과를 분석하였다. 이를 위해 Beam-Column모델을 이용하여 현장타설말뚝과 지반을 모델링하고 하중전이곡선을 사용하여 말뚝지반의 상호작용을 고려하였다. 무보강 말뚝의 경우, 서해대교 현장재하시험결과 및 범용 프로그램인 Shaft 4.0의 해석결과와 비교ㆍ분석을 수행하였다. 보강형 말뚝의 경우에는 말뚝이 타설되는 지반을 [사질토+풍화암], [사질토+연암], [사질토+경암]으로 나누어 지반조건에 따른 soil nail의 보강효과를 파악하였다. 본 해석결과와 현장 실측치, SHAFT 4.0의 해석결과를 분석한 결과 제안된 주면하중전이함수 중 사질토에서는 Vijayvergiya의 함수, 암반에서는 O'Neill-Hassan의 함수가 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동을 비교적 적절히 예측함을 알 수 있었다. 이를 토대로 예측한 보강형 현장타설말뚝의 보강효과는 soil nail까지 하중전이가 나타나는 풍화암층에서 가장 크고, 암질이 양호한 연암과 경암층에서는 그 효과가 그다지 크지 않음을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.51-61
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• 2001

본 논문에서는 지반의 상대다짐도(RC)와 매입말뚝의 근입비에 따른 하중-침하 거동을 연구하기 위하여 모형실험과 하중전이 함수를 이용한 해석을 수행하였다. 모형시험에서 말뚝은 근입비(L/D)를 15, 20, 25로 설치하였고, 지반의 상대다짐도를 85%, 95%로 각각 조성하였으며 말뚝주면은 시멘트를 주입하였다. 본 논문은 매입말뚝의 해석을 위하여 Vijayvergia의 하중전이 모델, Castelli 모델, Gwizdala의 탄소성-완전소성 모델, coyle의 제안식 등을 사용하여 실험결과와 비교하였으며, 매입말뚝의 하중-침하 거동을 예측하는데 가장 적합한 하중전이 방법을 제안하였다. 하중전이 함수에 의한 지지력 예측 결과 매입말뚝의 극한 지지력은 Coyle의 제안식이 실측값에 가장 근접한 것으로 나타났으며, 초기 하중-침하 거동은 Castelli에 의한 함수가 가장 유사하게 하중-침하 거동을 평가하는 것으로 나타났다. 매입말뚝의 축하중 해석결과 하중전이법에 의해 평가된 주면마찰력이 실측값보다 과소평가 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.33-40
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• 2008

본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 말뚝-지반 상호작용즉, 지반의 연속성을 고려한 하중전이해석을 수행하였다. 이를 위하여 주면 하중전이함수를 사용자 정의의 경계면 모델(FRIC)로 구현하여 말뚝지반의 미끄러짐 거동과 하중전이 거동을 모델링 하였다. 본 연구결과, 주면마찰력에 의해 발생되는 선단침하량으로 대변되는 지반 연속성 영향은 주면마찰력이 극한상태로 도달할 때까지 증가함을 알 수 있었으며, 말뚝직경과 암반계수의 비(D/$E_{mass}$), 전체하중에서 주면마찰력의 비($R_s$/Q)에 영향을 받는 것으로 나타났다. 현장재하시험 사례와의 비교분석 결과, FRIC을 이용한 유한요소해석방법은 말뚝의 하중전이 거동과 말뚝-지반 상호작용 효과(coupling effect)를 적절히 나타낼 수 있었으며, 말뚝의 거동을 예측하는데 크게 개선되었음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.29-43
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• 2009

전산기술의 발달과 더불어 좀 더 복잡하고 반복적인 계산을 쉽게 수행할 수 있게 됨으로써 하중전이곡선을 이용한 하중전이해석법이 널리 이루어지고 있다. 현재 국내에서도 하중전이해석법을 많이 사용하고 있다. 그러나 이러한 하중전이해석법에서 사용되는 곡선들은 대부분 외국에서 개발된 곡선들로서 국내지반에서의 적용성 여부는 확실치 않다. 본 연구에서는 타입강관말뚝의 하중전이곡선을 도출하기 위하여 국내 9곳의 현장재하시험 데이터를 수집하였다. 이들을 분석하여 사질토와 점성토에 대하여 각각 $f/f_{max}$-w/D 곡선의 평균선을 구하였으며 각 곡선을 쌍곡선함수로 나타내었다. 그리고 이 곡선의 적용성을 알아보기 위하여 이 곡선을 이용한 결과와 말뚝해석 프로그램인 TZPILE 2.0을 이용한 결과를 국내 3현장의 재하시험결과와 비교분석하였다. 그 결과 일반적으로 본 연구의 결과를 적용하여 얻은 하중-침하량 관계가 기존의 TZPILE 2.0으로 얻은 관계보다 비교적 실측값에 가까운 경향을 보였으며 보수적으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.53-60
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• 2010

불포화토의 역학적 성질을 규명하기 위한 가장 기본적인 요소인 함수특성곡선을 연구하기 위하여 대구 팔공산 지역의 화강풍화토를 대상으로 함수특성곡선시험을 수행하였다. 기존의 함수특성곡선 실험은 상재하중과 체적변형의 고려없이 실시하였지만, 본실험은 두요소를 고려하기 위하여 기존의 실험장비인 압력판 추출기를 개량하여 함수특성곡선 실험을 실시하였다. 시험과정에 있어 상재하중은 0, 25, 50, 75, 100kPa을 가하였으며, 체적변형은 각 단계마다 측정하였다. 본 실험의 시료를 통한 함수특성곡선 실험 결과는 상재하중의 증가에 따라 동일한 모관흡수력에서 낮은 체적함수비를 가졌으며, 공기함입치는 증가하였다. 또한 전이영역 구간의 기울기는 감소하는 결과를 나타내었으며 이력현상은 줄어드는 결과를 보였다. 포화도는 상재하중의 증가에 따라 동일한 흡수력에서 큰 값을 나타내었으며 건조과정보다는 습윤과정이 큰 값을 나타내었다. 체적변화를 고려한 함수특성곡선은 미고려한 함수특성곡선보다 미세하게 큰 값을 나타낸다. 본 실험의 실측치와 Fredlund와 Xing(1994)의 이론식은 잘 부합하는 결과를 나타내었으며, 상수값 a, n, m값은 상재하중에 따라 기존의 연구결과와 비슷한 양상을 보였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.49-61
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• 2005

아스팔트 혼합물의 동탄성계수는 시험온도 하중주파수의 조합에 따라 각각의 동탄성계수값을 평가한다. 실험에서 얻어진 각각의 동탄성계수를 하중시간과 온도중첩원리를 이용하여 마스터곡선(Master Curve)을 결정한다. 본 연구의 주목적은 마스터곡선을 만들기 위해 필요한 3개의 다른 전이함수(Shift Factor)에 -즉, Arrhenius, 2002 AASHTO Guide, Experimental method- 따른 마스터곡선의 변화정도를 평가하는 것이다. 평가를 위해 사용된 골재는 화강암이고, 아스팔트(AP-3 및 AP-5)를 이용하여 표층용 및 기층용 아스팔트 혼합물의 동탄성계수를 평가하였다. 배합설계는 Superpave Level 1 기준을 준용하였고, 다짐은 선회다짐기를 이용하였다. UTM시험기를 이용한 동탄성계수 시험은 5개의 온도(-10, 5, 20, 40, 55도) 및 5개의 하중주파수(0.05, 0.1, 1, 10, 25 Hz)를 이용하였고, 각각의 아스팔트 혼합물의 위상각 및 동탄성계수를 평가하였다. 측정된 값을 이용하여 Sigmoidal Function방정식을 만족하는 입력변수를 결정하기 위해 전이함수 및 활성에너지 (activation energy)를 결정하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.75-88
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• 1997

본 연구에서는 항타말뚝과 비교한 현장타설말뚝의 극한지지력을 하중전이함수를 적용하여 예측하였으며 이를 토대로 항타말뚝과 비교한 현장타설말뚝의 지지력을 현장재하시험 결과와 비교, 분석하였다. 비교, 분석은 하중전이함수들 중 응력 연화를 고려한 방법, 쌍곡선 함수법 및 탄소성 방법을 대표하는 Vijayvergiya의 방법, Castelli의 방법 및 2중 직선법을 적용하여 지반 종류에 따라 현장타설말뚝의 하중-변위관계를 산정하였다. 본 연구 결과 동일한 지반에 설치된 항타말뚝과 현장타설말뚝의 극한지지력은 총 주면마찰력의 차이로 인하여 항타말뚝이 더 큰 것으로 나타났으며 이러한 차이는 점토질 지반에서 보다는 모래질 지반에서 더 크게 나타났다. 같은 지지력을 발현하기 위해 필요한 말뚝 두부에서의 변위량은 항타말뚝보다는 현장타설말뚝에서 더 크게 나타났으며 현장타설말뚝이 극한지지력을 발현하기 위해 필요한 변위량과 이와 같은 크기의 지지력을 발현하는데 필요한 항타말뚝의 변위량과의 차이는 모래질 지반에서 가장 크게 나타났다. 현장타설말뚝과 항타말뚝의 말뚝직경과 길이의 비(LID)의 변화에 따른 극한지지력의 차이는 점토질 지반의 경우 일정한 것으로 나타났으나 모래질 지반에서는 LID의 비가 증가할수록 극한지지력의 차이가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.55-67
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• 2011

일반적으로 연직하중을 받는 말뚝의 주면하중전이 거동 및 변형해석을 위해 f-w 하중전이 해석법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내 지반조건에 적합한 대심도 마찰말뚝의 주면하중전이 해석을 고찰하였으며, 여러 현장재하시험 자료와 3차원 유한요소해석 및 이론적인 방법 통해 말뚝의 실제 거동에 보다 부합되도록 대심도 마찰말뚝의 f-w곡선을 제안하였다. 제안된 하중전이함수법의 타당성을 검증하기 위하여 현장재하시험 사례와의 비교분석을 수행하였고, 그 결과, 제안된 해석방법은 기존 f-w곡선에 비해 대심도 마찰말뚝의 거동 및 변형 특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다. 또한 대심도 마찰 말뚝지반의 상호작용을 정량적으로 평가하기 위하여 주면하중전이거동에 영향을 주는 인자들을 통한 매개변수 연구를 추가로 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.5-21
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• 2012

국내의 경우 종래의 말뚝기초의 설계에서는 주로 선단지지력에만 의존하는 설계가 이루어져 왔으나 현장에서 실제 크기 말뚝에 대한 하중전이측정실험이 이루어진 이후 많은 하중전이측정실험 자료들을 통하여 마찰력이 크게 발휘되는 것이 밝혀져 왔다. 본 연구에서는 항타강관말뚝 및 대구경 현장타설말뚝의 재하시험 시 측정된 축하중전이 사례들을 분석하여 재하시험방법에 따른 말뚝기초의 하중지지양상을 구명하였다. 사례 말뚝들의 평균마찰력 분담율을 말뚝의 종류, 재하시험방법, 상대근입길이, 말뚝의 직경, 지반의 종류 등의 함수로 상관관계를 나타내는 것은 곤란하였다. 평균 마찰력 분담율은 50% 이상을 상회하는 것으로 나타나고 있었으므로 사례 말뚝기초는 대체로 마찰지지말뚝으로 거동하는 경우가 많은 것을 볼 수 있었으며 극히 일부 사례말뚝은 혼합지지말뚝으로 거동하였다.