• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.1049-1061
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• 2013

본 연구에서는 현장타설 에너지파일의 열교환 파이프 배치 형태별 열교환율을 전산유체해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 평가하고, 이를 이용하여 에너지파일의 설계법을 제시하였다. 등가열교환율을 산정하기 위해 동일한 현장타설말뚝 제원에 대해 열교환파이프 배치 형태를 W-형(직렬), 복합 U-형(병렬 4쌍), 나선형의 3가지로 고려하였다. 건물측 부하조건은 여름철 냉방운용를 모사하기 위해 순환수의 에너지파일 유입온도, 즉 히트펌프 유출온도(Leaving water temperature, LWT)를 $35^{\circ}C$로 일정하게 유지하여 에너지파일 유출온도, 즉 히트펌프 유입온도(Entering water temperature, EWT) 변화를 관찰하였다. 지반에 최대 가상부하를 적용한 경우(100시간 연속 냉방부하 조건)에는 3가지 열교환기 형태가 유사한 열교환율을 보인 반면, 실제 히트펌프 가동에 의한 건물 냉방운용을 모사하기 위해 간헐적으로 일일 8시간 운용-16시간 정지를 7일간 반복 해석한 경우에는 W-형(직렬연결)과 복합 U-형(병렬 4쌍) 열교환기는 유사한 열교환율을 보이나, 나선형 열교환기는 파이프 루프 상호 간 열간섭으로 인해 복합 U-형 열교환기에 비해 약 86%의 열교환율을 갖는 것으로 평가되었다. 전산유체해석에 의해 계산된 열교환파이프 배치 형태별 에너지파일의 등가열교환율을 에너지파일 설계프로그램(PILESIM2)에 적용하여 다양한 형상의 현장타설 에너지파일에 대한 설계법과 대표적인 설계변수에 대한 설계도표를 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.107-116
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• 2007

하중저항계수설계법(LRFD)은 세계적으로 지반공학적 설계의 실무에서 사용이 증가하고 있으며 머지않아 현재의 허용응력설계법(ASD)을 완전히 대체할 것으로 예상된다. 하중저항계수설계법은 신뢰도해석(Reliability analysis)을 바탕으로 파괴확률을 정량화하여 상부구조물과 하부구조물을 일관된 신뢰도 수준으로 설계할 수 있게 하는 장점을 가지고 있다. 현재 암반에 근입된 현장타설말뚝의 저항계수는 단지 무결암 상태일 경우에 대하여 AASHTO에 의해 제시되어 있다. 그러나 국내의 경우, 말뚝이 근입되는 대부분의 기반암은 심하게 풍화되어 있다. 따라서 본 연구에서는 풍화암(흔히 IGM)에 대한 저항계수를 산정하고자 하였다. 이를 위해 국내 풍화암에 근입된 현장타설말뚝의 저항계수를 산정하기 위하여 신뢰도 해석을 수행하였다. 4개 현장에서 수행된 21본의 재하시험자료가 분석에 사용되었으며, 말뚝지지력을 계산하는 방법에 따라 저항계수는 $0.1{\sim}0.6$의 범위 내에서 산정되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.39-53
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• 2019

현장에서의 양방향재하시험은 극한지지력을 판단할 수 있는 하중재하 단계까지의 재하시험이 실시되지 않기 때문에 항복하중 및 극한하중을 정확하게 알 수 없는 문제점이 있다. 그리고 정적압축재하시험과 달리 주면과 선단이 분리되어 하중이 전이되고, 주면부의 하중재하 방향이 반대이기 때문에 실제 말뚝의 거동과 다른 결과를 나타낼 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 대구경 현장타설말뚝인 바렛말뚝의 현장 양방향재하시험 결과로부터 3차원 유한요소해석을 실시하고, 재산정된 설계정수를 정적압축재하시험의 3차원 유한요소해석에 적용하여 수치해석을 실시하였으며, 그 결과로부터 현장타설말뚝의 실제 거동을 추정하는 방법을 제안하였다. 먼저, 현장타설말뚝의 현장 양방향재하시험 결과를 이용하여, 상 하향으로의 하중재하에 따른 하중-변위 분석을 실시하였다. 그리고 양방향재하시험을 3차원 유한요소해석을 통해 모사하고 역해석을 실시하여 재산정된 설계정수들을 정적압축재하시험의 3차원 유한요소해석에 적용하였으며, 이 결과로부터 양방향재하시험을 통한 정적압축재하시험의 거동을 분석하였다. 양방향재하시험을 통한 정적압축재하시험의 3차원 유한요소해석 결과를 {정적압축재하시험과 양방향재하시험의 지지력 비(y)} ~ {기준침하량과 말뚝주면장 비(x)}의 관계식으로 나타내었고, 10.0mm, 15.0 mm, 25.4mm일 때의 기준침하량에 따라 각각 구분하여 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.75-83
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• 2016

지하수위의 영향을 받는 지반에 대하여 터파기를 실시할 경우 차수문제를 해결하기 위한 방법으로 현장타설말뚝 공법인 CIP (Cast-In-Place Pile) 공법이 보편적으로 사용되고 있다. 그러나 CIP 공법은 말뚝간 연결성이 좋지 않아 많은 경우 차수에 대한 별도의 처리를 필요로 한다. 본 연구에서는 수중불분리성과 침투성을 향상시켜주는 계면활성제(Hi-FA)를 활용한 그라우트를 사용하여 기존 CIP 공법 대비 보조차수 공법의 필요성을 최소화한 새로운 개념의 흙막이 공법(H-CIP)을 제시하고, 이 공법의 현장 적용성에 대하여 검토하였다. 현장 검증실험을 위하여 동일한 지반조건에 대하여 H-CIP 공법과 기존 CIP 공법으로 각각 차수벽을 시공하고, 성능검증을 위한 현장시험 및 실내시험을 수행하였다. 현장 실험결과 새로 제안된 H-CIP 공법은 기존 CIP 공법에 비하여 현장 차수능과 강도가 우수한 것으로 나타났다.

• 설비공학논문집
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• 제25권1호
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• pp.28-36
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• 2013

The aim of this study is to evaluate the performance of the GHP system with 45 cast-in-place energy piles(CEP) for a commercial building. In order to demonstrate the feasibility of a sustainable performance of the system, transient simulations were conducted over 1-year and 20-year periods, respectively. The 1-year simulation results showed that the maximum and minimum temperatures of brine returning from the CEPs were $23.91^{\circ}C$ and $6.66^{\circ}C$, which were in a range of design target temperatures. In addition, after 20 years' operation, these returning temperatures decreased to $21.24^{\circ}C$ and $3.68^{\circ}C$, and finally reached to stable state. Annual average extraction heat of cast-in-place energy piles was 94.3 MWh and injection heat was 65.7 MWh from the 20 years of simulation results. Finally, it is expected this GHP system can operate with average heating SPF of more than 3.45 for long-term.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.754-759
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• 2008

Recently, the construction of buildings and large bridges has been increasing rapidly causing foundation structure growing larger then before, especially in the use of large size cast-in-place piles. Barrette Pile will usually be used at the site where diaphragm wall is the retaining wall to save time and cost in mobilization of equipments. This study uses bi-directional loading test data obtained from two different sites to observe the bearing capacity and displacement characteristics of barrette pile. Numerical analysis of the test is done by using commercial 3D computer program and the interface effect and capacity of the pile as well as displacement characteristics of the pile is verified.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.27-34
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• 2017

국내 건설 현장에서는 다양한 흙막이 공법이 적용되고 있으며 깊은 지하굴착에는 연속주열식공법(C.I.P)이 많이 적용되고 있다. 그러나 여러 단점들이 있어 이를 보완하기 위하여 PHC 말뚝을 이용한 흙막이 공법이 개발되었다. PHC 말뚝을 이용한 흙막이 공법은 품질이 균질하고 강성이 우수하여 안정성의 확보에 유리한 장점이 있다. PHC-W 말뚝은 PHC 말뚝의 단면을 변경한 제품으로, 수평 토압에 저항하기 위한 최적 설계를 통해 제작되었다. 그리고 KS F 4306 시험을 통하여 휨 모멘트 및 전단강도의 증가효과를 검증하였으며 휨 모멘트와 전단강도는 KS 기준보다 약 42%, 98% 증가되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.221-228
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• 2005

The economic growth brought the demand of bridge connected to island and land increasingly in Korea. Therefore, Civil engineer has faced a lot of problem to be considered such as structural stability, economic feasibility and constructional method. At the bridge site to be constructed, the depth of water is about 24m, the thickness of weathered rock overlaying bed rock is thicker than 36m. If open caisson foundation is supported in bed rock, the hight of foundation is about 60m. It is difficult to construct in these conditions. If open caisson foundation is supported in weathered rock, the size of the foundation should be increased. And If we apply the pile foundation, the higher construction cost will be needed. Under the circumstances, we need a new foundation type-composite foundation that is consisted of open caisson and cast-in-place piles. Because the design concept of composite foundation is not presented in Korea Bridge Design Standard, we are willing to clear the bearing behavior of composite foundation by numerical analysis in this paper.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.21-30
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• 2023

현장타설말뚝의 연암 근입부의 단위주면마찰력을 산정하는 방법 중 암반 벽면거칠기에 의한 산정 방법이 있다. 현장타설말뚝의 굴착 시공 시 암반 굴착공에 거칠기 장치를 설치하고 벽면 거칠기 모양을 측정하고 그 결과를 이용하여 주면마찰력을 산정하는 것이다. 본 연구에서는 암반벽면의 거칠기를 직접 측정한 결과와 하중전이 시험결과를 비교분석하여 거칠기시험에 의한 단위주면마찰력을 말뚝의 발생 변위에 대응하는 단위 주면마찰력으로 변환할 수 있도록 저감계수 R_f = -0.14n + 1.48(여기서, n은 하중전이시험에서 도출된 발생변위 δ를 말뚝직경 D로 나눈 변위비)을 제안하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.21-35
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• 2016

최근 철도는 고속화를 위해 콘크리트궤도를 적용하는 추세이고 연약지반 구간에 건설된 철도는 장기간에 걸친 작은 양의 침하발생으로도 침하에 민감한 콘크리트 궤도의 침하량 허용범위를 초과하여 궤도의 손상과 뒤틀림을 초래할 수 있다. 연약지반에 건설된 철도의 잔류침하를 효과적으로 제어 할 수 있는 방법으로 성토지지말뚝공법을 들 수 있으며 성토하중을 말뚝머리로 전달하기 위해 콘크리트 슬라브가 사용되기도 하나 하중이 전달되는 과정에 나타나는 성토체 내부의 아칭효과를 극대화하는 토목섬유를 이용한 방법이 보다 경제적이다. 그러나 토목섬유 등으로 인해 집중된 성토하중을 받는 성토지지용 말뚝은 일반적으로 교량구조물에 사용하는 PHC말뚝을 그대로 사용하고 있으며 이는 필요이상으로 높은 강도의 재료를 사용함으로써 재료의 효율성이 크게 떨어지고 있는 실정이다. 이에 따라 해외의 적용사례 조사를 통해 성토지지용으로 가장 적합한 말뚝의 형식으로 현장타설 콘크리트 말뚝을 선정하고 산업부산물을 이용한 배합설계와 압축강도시험을 통해 성토지지용 말뚝재료의 최적 배합조건을 도출하였다. 그리고 최적배합조건을 적용한 성토지지용 현장타설말뚝이 기존 PHC말뚝에 비해 재료의 효율성이 약 2.8배 뛰어나다는 것을 수치해석을 통해 확인하였다.