• Geomechanics and Engineering
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• 제32권1호
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• pp.21-34
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• 2023

In order to analyze the effect of the cyclic lateral loading on the response of a pile-soil system, a full-scale single steel pile was subjected to one-way cyclic loading. The test pile was driven into a bi-layered soil consisting of a normally consolidated saturated clay overlying a silty sandy layer, the site being submerged by water up to one meter above the mudline in order to reproduce the conditions of an offshore pile foundation. The aim of this paper is to present the main results of interpretation of the cyclic lateral tests in terms of pile deflections, bending moment, and cyclic P-Y curves. From these latter an absolute secant reaction modulus E_AS,N was derived and a simple calculation model of the test single pile is proposed based on this modulus. Two applications of the proposed model are carried out, one with a 2D finite element modelling, and the second with a load transfer curves-based method.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권4호
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• pp.455-468
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• 2019

The behavior of pile-deck connections of pile-supported marginal wharfs subjected to earthquake loading is of key importance to ensure a good performance of this type of structures. Two precast-pretensioned pile-deck connections used in the construction of pile-supported marginal wharfs were tested under cyclic loading. The first is a connection with simple reinforcement details and light steel ratio developed for use where moderate pile-deck rotation demands are expected in the wharf. The second is specifically developed to sustain the large rotation, shear force and bending moment demands, as required for the shortest piles in a marginal wharf. Data obtained from the test program is used in the paper to calibrate an equivalent plastic hinge length that can be incorporated into nonlinear analysis models of these structures when prestressed pile-deck connections with duct embedded dowels are used.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권1호
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• pp.71-80
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• 1998

서해안에 위치한 서산지역에서 연구용 prestressed concrete 말뚝을 3본을 설치하고 주변에서 콘관입시험을 수행하여 말뚝의 주면마찰력을 추정하는 연구를 수행했다. 본 연구에서 이용한 말뚝 지지력 산정식은 세계적으로 많이 이용하고 있는 Schmertmann방법, Tumay & Fakroo방법 및 프랑스의 LCPC방법을 이용하였다. 콘관입시험의 측정결과를 이용하여 3가지 방법으로 예측한 말뚝 의 주면마찰력과 현장에서 수행한 정역학적 재하시험 및 동재하시험에서 산정된 주면마찰력과의 비교하여 3가지 예측방법들에 대한 신뢰성을 평가했다. CPT를 이용한 3가지 예측식으로 산정한 말뚝의 주면마찰력은 전체적으로 25일과 42일이 지난후 수행한 정재하시험에 의한 주면마찰력을 상당히 과소평가했으나, 항타시좌 말뚝설치후 2주가 지난 시점에 수행한 동재하시험결과와는 유사한 말뚝의 주면마찰력을 예측했다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권1호
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• pp.29-42
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• 2021

The utilization of buildings can be improved by extending them vertically. However, the added load of the extension might require building foundations to be underpinned; otherwise, the loads on the foundations might exceed their bearing capacity. In this study, a preloading method was presented aiming at transferring partial loads from existing piles to underpinning piles. A pneumatic-type model preloading device was developed and used to carry out centrifuge experiments to evaluate the load-displacement behavior of piles, the pile-soil interaction during preloading, and the additional loading caused by vertical extension. The results showed that the preloading devices effectively transfer load from existing piles to underpinning piles. In the additional loading test of group piles, the load-sharing ratio of a pile increased with its stiffness. The load-sharing ratio of a preloaded micropile was less than that of a non-preloaded micropile as a result of the reduction in axial stiffness caused by preloading before additional loading. Therefore, a slight reduction of the load-sharing capacity of an underpinning pile should be considered if the preloading method is applied. Further, two full scale preloading devices was developed. The devices preload underpinning piles and thereby produce reaction forces on a reaction frame to jack existing piles upward, thus transferring load from the existing piles to the underpinning piles. Specifically, screw-type and hydraulic-jack type devices were developed for the practical application of foundation underpinning during vertical extension, and their operability and load transfer effect verified via full-scale structural experiments.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.199-206
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• 2009

본 연구에서는 수평하중을 받는 강관합성 말뚝의 역학적 특성을 평가하기 위하여 서로 다른 단면 특성을 가진 모형 말뚝에 대하여 실내 모형 실험을 수행하였다. 지반 반력의 효율적인 모사를 위하여 스프링 장치를 이용한 지반 반력 시스템을 개발하였으며, 축하중 및 수평하중을 독립적으로 재하할 수 있는 하중 재하 시스템을 적용하여 사용하중 상태에서의 말뚝의 수평방향 거동 특성을 평가하였다. 강관합성 말뚝은 기존의 현장타설 말뚝에 비하여 증가된 수평저항 특성을 보여주며, 강관 합성 효과에 의하여 강관 및 철근 콘크리트의 수치합 보다 큰 수평 극한강도를 발휘하는 것을 확인하였다. 또한, 전단 연결재의 사용에 따른 강관-콘크리트의 일체화 거동을 검토하였으며, 고강도 콘크리트의 사용에 따른 강관합성 말뚝의 하중 지지성능을 평가하였다. 이와 함께, 강관합성 말뚝의 강관에 의한 내부 철근망의 대체 가능성 여부를 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.5-20
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• 2021

본 연구에서는 풍화암에 근입된 강관 매입말뚝의 지지력 공식 제안을 위하여 정재하시험 20본과 확인지반조사를 수행하였다. 기존 공식의 표준관입저항치를 50으로 제한하는 문제를 극복하기 위해 지반 현장 상태를 고려할 수 있도록 확장된 표준관입저항치를 기반으로 새로운 지지력 공식을 제안하였다. 재하시험 데이터는 통계적 처리를 수행하였다. 이때, 통계적 처리를 수행하여 얻어진 지지력과 기존공식을 이용한 지지력을 비교한 결과 기존공식이 지지력을 보수적으로 평가하고 있는 것으로 나타났다. 제안된 공식은 기존공식에 비해 지지력은 선단 15%, 주면 20% 더 높게 (q_t=230P_driven(kN/m²), f_max=3.0N_s^E(kN/m²)) 평가되는 것으로 확인되었다. 제안식은 여타 현장에 대해 재하시험 결과와 검증을 수행하였으며, 검증 과정에서 제안된 공식이 기존 공식보다 정확히 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.5-16
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• 2018

본 연구에서는 현장에서 실규모로 시공된 8본의 강관매입말뚝의 공학적 거동을 정재하시험, 동재하시험(EOID 및 restrike 시험) 및 Class-A 및 C1 type의 수치해석을 수행하여 상세히 고찰하였다. 이를 통해 말뚝의 하중-침하, 설계지지력 및 전단응력 전이 특성 등을 분석하였다. 정재하시험을 통해 평가된 설계지지력에 비해 동재하시험 및 수치해석은 이를 매우 상이하게 평가하는 것으로 분석되었으며, 이 가운데 restrike 시험이 전반적으로 최상의 결과를 도출하였고, 수치해석 결과의 신뢰성은 동재하시험에 비해 낮은 것으로 분석되었다. 각 시험에서 산정된 설계지지력을 정재하시험의 결과와 비교할 때 EOID는 정재하시험값의 20.0%-181.0%(평균: 69.3%)의 범위를 보였고, restrike 시험의 경우 48.2%-181.1%(평균: 92.1%)의 범위를 보였다. 또한 Class-A type에서는 37.1-210.5%(평균: 121.2%)로 가장 큰 분산을 보였다. EOID 시험에서는 선단지지력이 말뚝의 전체지지력의 대부분을 차지하는데 비해, restrike 시험에서는 주면마찰력 및 선단지지력이 비슷한 정도로 발현되었다. 이때 restrike 시험에서 측정된 선단지지력은 EOID 시험에서 측정된 크기보다 작은 것으로 분석되었다. 즉 restrike 시험에서 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 나타났다. 말뚝의 축력분포로부터 측정된 전단응력은 말뚝의 심도가 깊어질수록 증가하는 양상을 보였으며, 수치해석 결과는 정재하시험과는 상당한 정도의 차이를 보였다. 말뚝선단 인근에 슬라임이 존재하는 경우 말뚝의 거동에 매우 큰 영향을 주는 것으로 분석되었는데, 슬라임의 탄성계수가 작을수록 그리고 슬라임의 두께가 두꺼울수록 말뚝의 침하량이 큰 폭으로 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.17-26
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• 2009

마이크로파일이 직접기초시스템으로 활용되는 경우 말뚝 캡이 설치되어 말뚝지지 전면기초의 래프트와 같은 역할을 수행하지만 마이크로파일 기초시스템의 하중분담 거동에 관한 연구는 미미한 실정이다 이에 본 연구에서는 말뚝캡이 씌워진 실물 크기의 마이크로파일 재하시험 자료를 바탕으로 3차원 비선형 유한요소해석을 실시하여 마이크로 파일과 래프트의 하중분담 거동을 분석하고 각각의 변수들이 하중분담 거동에 미치는 영향을 파악하였다. 해석 결과 $2{\times}1$ 마이크로파일 기초시스템의 경우 최종하중단계에서 약 50%의 하중을, 그리고 $2{\times}2$ 마이크로파일 기초시스템의 경우 약 30%의 하중을 캡이 분담하고 있는 것으로 나타났다. 또한 마이크로파일의 간격 및 경사각이 증가할수록 캡의 하중분담이 커지는 것을 알 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.37-47
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• 2017

본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.133-144
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• 2009

Incheon Bridge, 18.4 km long sea-crossing bridge, will be opened to the traffic in October 2009 and this will be the new landmark of the gearing up north-east Asia as well as the largest & longest bridge of Korea. Incheon Bridge is the integrated set of several special featured bridges including a magnificent cable-stayed girder bridge which has a main span of 800 m width to cross the navigation channel in and out of the Port of Incheon. Incheon Bridge is making an epoch of long-span bridge designs thanks to the fully application of the AASHTO LRFD (load & resistance factor design) to both the superstructures and the substructures. A state-of-the-art of the geotechnologies which were applied to the Incheon Bridge construction project is introduced. The most Large-diameter drilled shafts were penetrated into the bedrock to support the colossal superstructures. The bearing capacity and deformational characteristics of the foundations were verified through the world's largest static pile load test. 8 full-scale pilot piles were tested in both offshore site and onshore area prior to the commencement of constructions. Compressible load beyond 30,000 tonf pressed a single 3 m diameter foundation pile by means of bi-directional loading method including the Osterberg cell techniques. Detailed site investigation to characterize the subsurface properties had been carried out. Geotextile tubes, tied sheet pile walls, and trestles were utilized to overcome the very large tidal difference between ebb and flow at the foreshore site. 44 circular-cell type dolphins surround the piers near the navigation channel to protect the bridge against the collision with aberrant vessels. Each dolphin structure consists of the flat sheet piled wall and infilled aggregates to absorb the collision impact. Geo-centrifugal tests were performed to evaluate the behavior of the dolphin in the seabed and to verify the numerical model for the design. Rip-rap embankments on the seabed are expected to prevent the scouring of the foundation. Prefabricated vertical drains, sand compaction piles, deep cement mixings, horizontal natural-fiber drains, and other subsidiary methods were used to improve the soft ground for the site of abutments, toll plazas, and access roads. Light-weight backfill using EPS blocks helps to reduce the earth pressure behind the abutment on the soft ground. Some kinds of reinforced earth like as MSE using geosynthetics were utilized for the ring wall of the abutment. Soil steel bridges made of corrugated steel plates and engineered backfills were constructed for the open-cut tunnel and the culvert. Diverse experiences of advanced designs and constructions from the Incheon Bridge project have been propagated by relevant engineers and it is strongly expected that significant achievements in geotechnical engineering through this project will contribute to the national development of the longspan bridge technologies remarkably.