• Earthquakes and Structures
• /
• 제23권6호
• /
• pp.517-526
• /
• 2022

Previous studies have shown that pile-soil interactions have significant influences on the isolation efficiency of an isolated structure. However, most of the existing tests were carried out using a 1-g shaking table, which cannot reproduce the soil stresses resulting in distortion of the simulated pile-soil interactions. In this study, a centrifuge shaking table modelling of the seismic responses of a friction pendulum bearing isolated structure with a pile foundation under earthquakes were conducted. The pile foundation structure was designed and constructed with a scale factor of 1:100. Two layers of the foundation soil, i.e., the bottom layer was made of plaster and the upper layer was normal soil, were carefully prepared to meet the similitude requirement. Seismic responses, including strains, displacement, acceleration, and soil pressure were collected. The settlement of the soil, sliding of the isolator, dynamic amplification factor and bending moment of the piles were analysed to reveal the influence of the soil structure interaction on the seismic performance of the structure. It is found that the soil rotates significantly under earthquake motions and the peak rotation is about 0.021 degree under 24.0 g motions. The isolator cannot return to the initial position after the tests because of the unrecoverable deformation of the soil and the friction between the curved surface of the slider and the concave plate.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.131-141
• /
• 2007

말뚝 기초의 거동은 말뚝을 둘러싼 주변 지반의 특성에 좌우되므로, 항타 중의 지반거동을 계측하고 지반과 말뚝 거동간의 상관관계를 분석하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 말뚝 인접지반에 간극수압계, 경사계, 지표 변위말뚝, 그리고 말뚝 변형률계 등을 매설하여 낙동강 하구지역에 위치한 대심도 연약지반에 약 57m 관입깊이의 PHC 장대 말뚝을 항타하였을 때 말뚝 축하중 분포와 인접지반의 거동을 약 1년간 계측하고 그 결과를 분석하였다. 계측결과 매립하중과 항타에 의해 발생한 점토층 내의 과잉간극수압이 소산되면서 말뚝체 내에 부마찰력이 점차 증가하는 것으로 나타났다. 부마찰력에 의해 발생한 말뚝체의 최대 압축력 중 약 30%는 항타 중 증가한 과잉간극수압의 영향 때문으로 나타났다. 그러므로, 점성토 지반에 설치되는 대부분의 말뚝에 대하여 부마찰력을 고려한 설계를 수행할 필요성이 강조되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.167-174
• /
• 1998

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
• /
• pp.407-426
• /
• 2008

The bentonite slurry has been used as the stabilize suspension for wet process bored pile construction in Thailand. The bentonite suspension has benefit on filtration in the sand layer, but it creates thick cake film along pile shaft and loose sedimentation at pile toe. The base grouting technique was widely used to rectify the soft base or loose sedimentation problem of bored pile. The base grouting technique was not increased only end bearing capacity, but was also more increase in skin friction capacity of the bored piles. The comprehensive researches on base grouting was carried out by installing PVC casing inside the shaft to allow the drilling through the pile base in order to collect the soil sample below the pile tip. The polymer based slurry recently was used to replace the bentonite slurry to overcome the thick cake film along pile shaft as well as loose sedimentation at pile toe. The extent research on polymer slurry by physical model was performed to verify the real behavior of polymer. The appropriate mixing ratio of polymer was proposed. The design skin friction coefficient, $\beta$ and end bearing coefficient, Nq, for sand layer base on fully instrumented tested pile were proposed. The application on remedial of the lose capacity bored pile with large displacement in Bangladesh was proposed and discussed.

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

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.29-36
• /
• 2009

본 연구에서는 2차원 유한요소해석을 통하여 부마찰(negative skin friction) 이 작용하는 단독말뚝의 거동을 분석하였다. 압밀의 진행에 따른 부마찰의 변화를 검토하기 위하여 압밀해석을 실시하였으며, 말뚝과 주변지반 사이에서의 항복(yielding, slip)을 고려하였다. 일반적으로 널리 사용되는 -방법에 의해 부마찰력을 산정하는 경우 중립면 부근에서의 전단강도의 부분발현 및 지중응력의 감소를 반영할 수 없기 때문에 정밀유한요소 해석에 비하여 부마찰력이 25% 정도 과하게 평가된다. 압밀이 진행 중일 때 말뚝과 지반사이 대부분의 구간에서 항복이 발생하는 경우 더 이상의 부마찰력의 증가는 그리 크지 않은 것으로 나타났다. 부마찰이 발생하는 말뚝에 코팅을 실시하는 경우 부마찰력의 크기 및 말뚝의 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있으나, 말뚝두부에 상재하중이 작용할 때 말뚝의 선단이 충분히 견고한 지지층에 설치되어 있지 않은 경우 말뚝의 마찰저항력이 매우 작아서 말뚝에 큰 침하가 발생할 우려가 있는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권10호
• /
• pp.331-337
• /
• 2016

높이가 5m와 10m인 사면부와 사면하부지반으로 이루어진 지반조건에 대하여 여러 가지 강도정수를 갖는 사면하부지반을 가정하고 안정해석을 수행한 결과 사면하부 끝단에 억지말뚝을 설치할 수 있는 사면하부지반의 강도정수의 범위를 얻을 수 있었고 표로써 제시하였다. 사면높이가 5m인 경우 사면하부지반의 점착력이 10kPa일 때 내부마찰각은 $15^{\circ}$인 경우까지 억지말뚝의 설치가 가능하며 점착력이 20kPa와 25kPa인 경우 내부마찰각이 $0^{\circ}$일 때만 억지말뚝의 설치가 가능하였다. 사면높이가 10m인 경우 사면하부지반의 점착력이 10kPa일 때 내부마찰각은 $20^{\circ}$인 경우까지 억지말뚝의 설치가 가능하며 점착력이 40kPa, 45kPa 그리고 50kPa인 경우에는 내부마찰각이 $0^{\circ}$인 경우만 억지말뚝의 설치가 가능함을 알 수 있었다. 가정한 사면에 적용한 억지말뚝에 대한 해석결과에 따르면 억지말뚝의 길이와 최대 휨모멘트의 크기는 내부마찰각의 존재여부에 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 사면하부지반의 내부마찰각이 $0^{\circ}$인 경우 필요한 억지말뚝의 길이 $D_s$와 d는 각각 내부마찰각이 $5^{\circ}$인 경우에 비해 4.6배와 8.0배 컸다. 사면하부지반의 내부마찰각이 $0^{\circ}$인 경우 억지말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트는 내부마찰각이 $5^{\circ}$인 경우에 비해 24.6배 컸다. 억지말뚝을 적용한 사면하부지반의 내부마찰각이 $0^{\circ}$인 경우 억지말뚝의 길이 및 억지말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트의 크기가 상당히 커서 억지말뚝의 적용을 어렵게 함을 알 수 있었다. 본 연구결과를 통해 볼 때 비배수상태에 있는 포화점토지반상에 성토를 하는 경우에는 압밀이 발생하는 시간적 여유를 갖도록 완속 성토함으로써 억지말뚝의 길이와 발생 최대 휨모멘트를 대폭적으로 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.1269-1278
• /
• 2006

These days the construction of extra-long piles increases. It is not unusual to install piles whose length exceed 45m. In such cases, the estimated value of negative skin friction becomes larger, often larger than the design load. In order to be sure of the safety of the super structure, the magnitude of the positive skin friction and the base bearing capacity should be known. In practice dynamic pile loading tests using PDA is the only possible measure to meet this requirement. However the analysis of dynamic pile loading test for such extra-long piles requires a thorough understanding of the pile-soil behaviour. In this paper, a new method to evaluate the positive skin friction and end bearing capacity from the normally performed PDA test is proposed. The proposed method was verified by performing specially designed pilot testings.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.41-48
• /
• 2012

본 연구에서는 교량기초 말뚝의 부주면마찰력 시험을 통하여 연약지반에 타설된 강관말뚝의 부주면마찰력을 측정하였으며 장기적인 마찰응력의 관측시험을 통하여 경제적인 상부구조물 시공시기를 판단하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. (1) 연약지반에서 부마착력의 크기는 침하속도가 클수록 크게 나타났다. (2) 마찰력의 관계 그래프에서 마찰응력의 증감이 없는 시기를 확인하여 상부구조물 시공시기를 판단할 수 있었다. (3) 말뚝정재하시험결과와 부주면마찰력 시험결과를 비교해 본 결과 항타 직후의 부주면마찰력은 재하시험 시의 마찰응력보다 크게 나오는 것으로 판단되며 15일 경과후의 측정값은 비슷하게 나오는 것으로 판단되었고, 이론식에 의한 결과와도 비슷하였다. (4) 부주면마찰력의 장기관측기법을 사용하면 부주면마찰력이 발생하고 있는 중이라도 적절한 상부구조물의 시공시기를 파악할 수 있어 경제적인 시공관리가 가능한 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제21권8호
• /
• pp.15-27
• /
• 2020

본 연구에서는 말뚝에 작용하는 부마찰과 관련된 원심모형실험 및 실규모 현장실험 등 기발표 자료에 대한 고등3차원 유한요소해석을 수행하였다. 이를 통해 기존연구에서는 충분히 고려되지 못했던 부마찰이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 상세히 분석하였다. 즉 수치해석을 통해 기존연구에서는 고려하지 못했던 부마찰에 의한 말뚝의 침하와 군효과, 군말뚝에서 희생말뚝의 영향과 말뚝두부와 기초판 사이의 상호거동, 말뚝-인접지반의 경계면 요소(interface element)의 유무 및 시간 의존적인 부마찰의 발생특성 등 다양한 요소들을 분석할 수 있었다. 원심모형실험의 경우 중력가속도가 1g에서 특정한 값으로 증가하는 경우 흙의 자중 증가로 인해 말뚝에 비교적 큰 부마찰이 발생하는 것을 확인하였다. 군말뚝의 경우 희생말뚝 유무 및 말뚝두부와 기초판과의 연결여부에 따라 말뚝의 거동이 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 부마찰은 압밀과 관련된 시간의존적 특성을 가지므로 압밀이 진행 중인 말뚝의 거동을 분석할 경우 압밀을 고려한 해석을 수행하는 것이 합리적인 것으로 분석되었다. 이러한 일련의 고찰을 통하여 기존연구의 한계를 적절하게 보완하면서 부마찰을 받는 말뚝의 거동을 명확히 분석할 수 있었다.