• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권3호
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• pp.377-386
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• 2022

This paper considers dynamic impedance functions and presents a detailed analysis of the soil plasticity influence on the pile-group foundation dynamic response. A three-dimensional finite element model is proposed, and a calculation method considering the time domain is detailed for the nonlinear dynamic impedance functions. The soil mass is modeled as continuum elastoplastic solid using the Mohr-Coulomb shear failure criterion. The piles are modeled as continuum solids and the slab as a structural plate-type element. Quiet boundaries are implemented to avoid wave reflection on the boundaries. The model and method of analysis are validated by comparison with those published on literature. Numerical results are presented in terms of horizontal and vertical nonlinear dynamic impedances as a function of the shear soil parameters (cohesion and internal friction angle), pile spacing ratio and frequencies of the dynamic signal.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권1호
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• pp.29-36
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• 1988

본 연구에서는 지진하중을 받는 파일기초의 횡방향 동적 거동해석이 수행되었다. 해석모델은 간편하면서도 비교적 정확한 Beam-on-twinkler Foundation 모델을 사용하였다. 동적 P-y 관계는 지반의 비선형 효과를 고려할 수 있는 Kagawa와 Kraft가 제안한 방법을 사용하였으며. 이 관계는 해석결과에 가장 큰 영향을 미친다. 또한, 파일의 군 효과도 근사적으로 고려하였다. 해석결과로는 파일이 지지하는 상부구조물이 없을 경우에는 파일의 거동은 지반의 거동과 일치하였다. 그러나 상부구조물이 있을 경우에는 파일과 지반사이에 상대변위가 발생하였다. 또한 파일의 내진설계시에는 지반의 거동으로 인하여 파일에 거리는 휭모멘트를 견딜 수 있게 설계하여야 한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.125-132
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• 2014

In this study, a series of dynamic centrifuge tests were performed for a soil-foundation-structural interaction system in dry sand with various embedded depths and superstructure conditions. Sinusoidal wave, sweep wave and real earthquake were used as input motion with various input acceleration and frequencies. Based on the results, a natural period and an earthquake load for soil-structure interaction system were evaluated by comparing the free-field and foundation accelerations. The natural period of free field is longer than that of the soil-foundation-structure system. In addition, it is confirmed that the earthquake load for soil-foundation-structure system is smaller than that of free-field in short period region. In contrast, the earthquake load for soil-foundation-structure interaction system is larger than that of free-field in long period region. Therefore, the current seismic design method, applying seismic loading of free-field to foundation, could overly underestimate seismic load and cause unsafe design for long period structures, such as high-rise buildings.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.523-531
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• 2021

일반적으로 기초는 여러 개의 단일말뚝이 상부 구조체에 의해 연결된 상태로 군말뚝을 의미한다. 하지만, 군말뚝에 상부 하중 재하 시 지반에 작용하는 응력 범위는 단일말뚝에 비해 더 넓은 폭과 깊이로 확장되고, 중복되기 때문에 전체적인 지지력은 감소할 수 있다. 이러한 지지력 감소비를 군말뚝 효율이라 하나 일반적인 말뚝과 지반의 접촉 조건에 따른 영향을 분석한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지반 구성 및 군말뚝의 배치, 간격, 지반과 말뚝간의 접촉 특성을 해석 변수로 설정하고, 군말뚝 효율 및 군말뚝을 구성하는 개별말뚝의 거동을 분석하였다. 해석 결과, 지반 종류에 따라 마찰계수 증가 시 군말뚝 효율은 수렴 또는 감소하는 경향을 보였으며, 이를 통해 최적 군말뚝 효율을 분석하였다. 또한, 개별말뚝 분석을 통한 하중 감소비 파악 결과, 군말뚝 내부에 위치한 말뚝의 경우 하중을 상대적으로 적게 받았으며, 이는 내부 지반에 대한 영향인 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권10호
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• pp.35-41
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• 2018

구조물을 지지하는 말뚝기초에 대한 내진설계 시 안정을 위해 지반-기초-구조물의 동적 상호작용이 반드시 고려되어야 한다. 말뚝기초의 내진설계에 정적 및 반복하중 조건에서 제안된 p-y 곡선이 이용되고 있다. 이 p-y 곡선은 지진과 같은 동하중 조건에서 지반-기초-구조물의 상호작용이 고려되지 않았기 때문에 내진설계에 적용하기 어렵다. 이에 지반-기초-구조물의 동적 상호작용을 고려한 동적 p-y 곡선에 관한 연구가 수행되었으나 공통된 조건으로 말뚝 캡이 지표면 위에 노출되어 있고, 상부구조물은 단순 중량으로 말뚝 캡에 추가하여 동적 p-y 곡선을 확인하였다. 그러나 해양구조물인 경우를 제외한 보편적인 무리말뚝의 경우 지반에 근입하여 시공됨에 따라 말뚝 캡의 근입 여부가 말뚝의 동적 p-y 곡선에 영향을 미칠 것으로 보인다. 이에 본 연구에서는 말뚝 캡의 지반 근입에 따른 무리말뚝의 동적거동을 확인하기 위해 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 무리말뚝의 말뚝 캡이 지반에 근입된 경우와 근입되지 않은 경우의 동적거동은 다르게 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권6호
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• pp.545-561
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• 2024

Piled raft foundation has become widely used in the recent years because it can increase bearing capacity of foundation with control settlement. The design for a piled raft in terms vertical load and lateral load need to understands contribution load behavior to raft and pile in piled raft foundation system. The load-bearing behavior of the piled raft, especially concerning lateral loads, is highly complex and challenge to analyze. The complex mechanism of piled rafts can be clarified by using three dimensional (3-D) Finite Element Method (FEM). Therefore, this paper focuses on free-standing head pile group, on-ground piled raft, and embedded raft for the piled raft foundation systems. The lateral resistant of piled raft foundation was investigated in terms of relationship between vertical load, lateral load and displacement, as well as the lateral load sharing of the raft. The results show that both vertical load and raft position significantly impact the lateral load capacity of the piled raft, especially when the vertical load increases and the raft embeds into the soil. On the same condition of vertical settlement and lateral displacement, piled raft experiences a substantial demonstrates a higher capacity for lateral load sharing compared to the on-ground raft. Ultimately, regarding design considerations, the piled raft can reliably support lateral loads while exhibiting behavior within the elastic range, in which it is safe to use.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.362-375
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• 1991

Background and Necessity of the study : For more than 20 years, the soil engineering reserach group of Chonnam National University has been performing the deformation analysis of soft clayey foundation, since the University is located near the south-western coast of Korean Peninsulla, along which tide reclamation works have been under proaressing. Associsted with the fact mentioned above, the researchers have been developing a computer program in order to carry out deformation analysis of soft foundation since early 1980. Case-studies : In this research, the Biot's equation was selected as the governing equation coupled with several constitutive models including original and modified Cam-clay models, elasto-viscoplastic model, Lade's model etc. The anisotropy of soi1 can be considered in this program. To validate the accuracy of the computer program developed a couple of case-studies were performed. These include the pilot banking, sand drain considering smear effect and compound foundation reinforced with sheet pile into soft foundation.i) The pilot banking Good results could be acquired by assuming banking load as the body force composed of finite element mesh rather than equivalent concentrated load.ii) The sand drain Due to smear, the delay of consolidation was remarkable at the early stsge. so safety for the failure of foundation should be checked for the initial step of consolidation. iii) The compound foundation Accurate results were obtained by introducing the joint element method for the soft foundation reinforced with sheet pile into soiㅣ.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.89-96
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• 2016

인천 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역의 연약지반에 시공된 변단면 연약지반보강기초(Variable cross-section soft ground reinforced foundation)의 연직압축거동을 분석하였다. 변단면 연약지반보강기초는 원지반과 고화재를 혼합교반하여 형성되는 고형체의 높은 강성과 강도를 이용하여 상부구조물로부터 유발되는 연약하중을 효과적으로 저항하기 위하여 시공된다. 변단면 연약지반보강기초는 군말뚝 형식으로 시공이 되는데, 정확한 연직거동을 알기 위하여 1개소의 기초에 대한 연직재하시험을 수행하였다. 변단면 연약지반보강기초의 거동을 일반적인 깊은 기초의 거동과 비교하기 위하여 유사한 천층지반조건에 시공된 PHC 파일의 재하시험 결과와 비교하여 재하하중에 따른 침하량 및 하중전이 거동특성을 분석하였다. 연직재하시험결과를 비교분석하였다. 변단면 연약지반보강기초는 제한된 범위의 연직하중에 대하여 천층에서도 효율적으로 저항하는 것으로 분석되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권5호
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• pp.829-853
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• 2015

This is an experimental study to investigate the behaviour of piled raft system in different types of sandy soil. A small scale "prototype" model was tested in a sand box with load applied to the foundation through a compression jack and measured by means of load cell. The settlement was measured at the raft by means of dial gauges, three strain gauges were attached on piles to measure the strains and calculate the load carried by each pile in the group. Nine configurations of group ($1{\times}2$, $1{\times}3$, $1{\times}4$, $2{\times}2$, $2{\times}3$, $2{\times}4$, $3{\times}3$, $3{\times}4$ and $4{\times}4$) were tested in the laboratory as a free standing pile group (the raft not in contact with the soil) and as a piled raft (the raft in contact with the soil), in addition to tests for raft (unpiled) with different sizes. It is found that when the number of piles within the group is small (less than 4), there is no evident contribution of the raft to the load carrying capacity. The failure load for a piled raft consisting of 9 piles is approximately 100% greater than free standing pile group containing the same number of piles. This difference increases to about 4 times for 16 pile group. The piles work as settlement reducers effectively when the number of piles is greater than 6 than when the number of piles is less than 6. The settlement can be increased by about 8 times in ($1{\times}2$) free standing pile group compared to the piled raft of the same size. The effect of piled raft in reducing the settlement vanishes when the number of piles exceeds 6.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.130-138
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• 2017

본 연구는 부상식 기초가 사용되는 오일샌드 플랜트의 하부기초에 소형강관 말뚝이나 마이크로 파일 등을 마찰말뚝개념으로 사용할 경우 발생할 수 있는 말뚝의 개별 침하나 부상을 1개의 군으로 연결하여 복합거동이 가능하도록 하는 복합거동 연결체에 관한 것이다. 이에 기존의 무리말뚝과 파일드 래프트(piled raft) 기초의 장점을 오일샌드 플랜트에 적용하기 위한 복합거동 연결체의 형상을 검증하기 위하여 축소모형을 제작, 하중에 대한 거동을 계측하고 이를 통해 장치의 안정성 및 취약 부위를 선정하여 연결체의 형태를 결정하였다.