• Geomechanics and Engineering
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• 제37권4호
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• pp.383-393
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• 2024

Monopile foundations of offshore wind turbines embedded in soft clay are subjected to the long-term cyclic lateral loads induced by winds, currents, and waves, the vibration of monopile leads to the accumulation of pore pressure and cyclic strains in the soil in its vicinity, which poses a threat to the safety operation of monopile. The researchers mainly focused on the hysteretic stress-strain relationship of soft clay and kinds of stiffness degradation models have been adopted, which may consume considerable computing resources and is not applicable for the long-term bearing performance analysis of monopile. In this study, a modified cyclic stiffness degradation model considering the effect of plastic strain and pore pressure change has been proposed and validated by comparing with the triaxial test results. Subsequently, the effects of cyclic load ratio, pile aspect ratio, number of load cycles, and length to embedded depth ratio on the accumulated rotation angle and pore pressure are presented. The results indicate the number of load cycles can significantly affect the accumulated rotation angle of monopile, whereas the accumulated pore pressure distribution along the pile merely changes with pile diameter, embedded length, and the number of load cycles, the stiffness of monopile can be significantly weakened by decreasing the embedded depth ratio L/H of monopile. The stiffness degradation of soil is more significant in the passive earth pressure zone, in which soil liquefaction is likely to occur. Furthermore, the suitability of the "accumulated rotation angle" and "accumulated pore pressure" design criteria for determining the required cyclic load ratio are discussed.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.23-33
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• 2015

개착식 터널공법으로 시공된 지하철 건설현장을 대상으로 각종 계측시스템을 적용하여 지하 박스구조물에 작용하는 토압을 측정하였다. 이를 토대로 기존 이론식으로 산정된 측방토압과 현장에서 계측된 실측토압을 비교 검토하고, 실제 지하구조물에 작용하는 토압분포를 조사하였다. 조사결과에 의하면 지하 박스구조물에 작용하는 연직토압은 주로 성토고에 큰 영향을 받고 있으며, 측방토압은 흙막이구조물(버팀보, 흙막이벽)의 존치여부에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 현장에서 측정된 지하 박스구조물 상단에 작용하는 연직토압은 Bierbaumer의 이론토압에 가장 근사하게 나타나고 있으며, 측방토압은 정지토압보다 주동토압에 가깝게 작용하고 있다. 그리고, 토압계수는 토사층의 경우 평균 0.35정도로 나타났으며 연암층의 경우 평균 0.21정도로 토사층에서 크게 나타나고 있다. 따라서, 지하 박스구조물이 토사층에 설치되는 경우, 지하 박스구조물에 작용하는 측방토압은 정지토압보다는 주동토압과 정지토압의 평균치를, 암반층에 설치되는 경우에는 주동토압을 사용하는 것이 보다 합리적이라고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권12호
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• pp.21-33
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• 2017

본 연구에서는 항타시공성(BPM, blow per meter)을 고려하여 대구경 항타강관말뚝을 시공하였을 때 발생하는 폐색효과를 분석하였다. Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL)해석 시 적용된 항타에너지는 파동방정식을 이용하여 산정하였고, CEL 대변형 3차원 유한요소 해석을 수행하여 말뚝 항타시공 과정을 모사하였다. 본 연구 결과, 말뚝 직경이 증가함에 따라 목표 깊이까지 소요되는 항타에너지는 증가(일정한 BPM인 경우에 해당함) 하였으며, 그 결과 soil plugging index(SPI)는 서로 유사하게 나타나지만 폐색효과는 감소함을 알 수 있었다. 또한, 말뚝의 근입 깊이가 증가할수록 SPI는 서로 유사한 값을 나타냈으나 관내토에서 발생하는 수평토압이 증가하게 되어 폐색효과는 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과, 폐색효과의 대표적 영향인자인 말뚝 직경, 말뚝 근입 깊이, 지반 탄성계수, BPM에 따른 관내토의 수평토압계수 분포 경향을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.149-160
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• 2008

1990년대 이후로 인천과 부산신항 등의 물류중심항구 및 송도 신도시와 같은 유비쿼터스 도시 개발에 발맞추어 인근해상연약지반 매립공사가 활발히 진행되면서 측방유동 해상말뚝기초의 거동특성에 폭넓은 관심이 집중되고 있다. 측방유동 말뚝기초 거동에 대한 연구 및 규명은 원심모형기 개발과 컴퓨터 기능의 향상으로 인하여 폭넓은 시도가 이루어져 왔으며, 특히 말뚝구조물에 작용하는 측방유동압의 특성이 가장 중요한 초점이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 대변형 압밀연계 유한요소해석 기법(LDFE)을 바탕으로 배수조건(비배수 : 단기, 배수 : 장기)에 따른 측방유동 해상 말뚝기초의 거동특성을 분석하였으며 특히, 말뚝-지반 상호작용을 고려한 측방유동압에 중점을 두었다. 본 수치해석에서는 지층조건, 말뚝두부의 경계조건, 성토하중 크기, 평균압밀도 네 가지 중요변수에 따른 거동양상을 비교 분석하였으며, 이로부터 비배수 단계와 배수 단계에서의 측방유동압의 분포형태와 크기에 대한 정량적인 차이를 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1994년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.19-30
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• 1994

This paper reports a case study of aboutment displacement and pavement settlement observed at the construction site for highway bridges. The emphasis was on quantifying the horizontal deflections of about and pavement settlement on the backfill surface. It is shown that in soft clay, bridge aboutments on pile foundations are subjected to lateral earth pressures due to lateral soil movement. Based on the results analyzed, the earth pressure was predicted by deflection shape of piles based on the results of a numerical analysis and an analytical study. Also, the long term settlement of soil below pavement was estimated.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.77-90
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• 2009

본 연구에서는 다층지반에 관입된 현장타설말뚝 중 강성말뚝을 대상으로 다층지반의 조건에 따른 말뚝의 수평지지력과 수평거동에 대하여 실험적 분석을 실시하였다. 이를 위해 말뚝이 근입되는 지반에 상이한 상대밀도를 갖는 지반층을 구성하였으며, 수평하중-변위량 곡선을 통하여 극한수평지지력을 산정하고 기존의 방법을 적용시켜 산정된 극한수평지지력과 비교하였다. 또한, 말뚝에 부착된 스트레인게이지와 토압센서를 이용하여 다층지반에서의 말뚝의 수평거동에서 발생하는 휨모멘트분포와 극한단위수평지지력분포를 확인하였다. 수평재하시험결과 말뚝의 극한수평지지력은 지반의 상대밀도와 지반층의 구성에 따라 달라지며, 단일지반을 대상으로 제안된 다양한 방법으로 예측된 값에 비하여 상당부분 적게 측정되는 것으로 나타났다. 말뚝의 침모멘트 분포는 다층지반의 조건에 상관없이 유사한 분포 형상을 보였으며, 극한단위수평지지력 분포 형태는 최상층지반과 중간층지반이 동일하고 최하층지반이 상이한 지반에서 다소 달라지는 분포형상을 보였으나, 다른경우에 있어서는 기본적으로 Prasad and Chari(1999)의 극한단위수평지지력 분포형상과 유사한 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권6호
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• pp.567-581
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• 2023

Enhanced vertical load capacity of the ground reinforced with the stone columns drew great attention by the researchers as it deals with many of the geotechnical difficulties associated with the weak ground. Recently, it has been found that the stone columns are also prone to fail under the shear load when employed beneath the embankments or the foundations susceptible to lateral loads. In this study, the effect of various encasement conditions on the lateral deflection of stone columns is investigated. A method of dual layers of encasement has been introduced and its the effect on lateral load capacity of the stone columns has been compared with those of the single encased stone column and the un-encased stone columns. Large shear box tests were utilised to generate the shear deformation on the soil system under various normal pressure conditions. The stiffness of the soil-stone column combined system has been compared for various cases of encasement conditions with different diameters. When subjected to lateral deformation, the encased columns outperformed the un-encased stone columns installed in loose sand. Shear stress resistance is up to 1.7 times greater in dual-layered, encased columns than in unencased columns. Similarly, the secant modulus increases as the condition changes from an unencased stone column to single-layer encasement and then to dual-layer encasement, indicating an improvement in the overall soil-stone column system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5923-5929
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• 2013

최근 국내에서도 구조물의 안정성을 향상시키고 수평토압의 크기를 줄여주는 선반식 옹벽에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 모형시험 등 연구도 수행되기 시작했는데 기존 모형시험은 시험조건도 다양하지 않으며, 시험방법 등에서 개선해야 할 점이 있다. 이 연구에서는 개선된 모형시험 방법으로 여러 가지 다양한 조건에 대하여 모형시험을 수행하여 선반식 옹벽의 수평토압 감소효과를 확인하고자 하였다. 모형지반으로는 옹벽모형지반으로 일반적으로 많이 사용되는 주문진 모래를 이용하였으며, 1.2m의 모형옹벽을 15개 층으로 나누어 층마다 2개씩 총 30개의 로드셀을 사용하여 옹벽 높이별 수평토압을 측정하였다. 연구결과 선반식 옹벽은 캔틸레버식 옹벽에 비해 수평토압이 작게 발생하였으며, 선반 길이, 선반위치 등에 따라 수평토압의 크기가 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.247-252
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• 2004

To secure stability and availability of Rammed Aggregate Pier method as the foundation of a structure, the bearing capacity and failure behavior characteristics was studied through soil laboratory tests in a model ground. In this study, soil laboratory tests use carried out to find the applicability of RAP method as the foundation of a structure. And bearing capacity and the failure mechanism of RAP method was studied according to relative density($60\%,\;70\%,\;90\%$), diameter(45mm, 60mm, 70mm) of each pier ana depth(5cm, l0cm, 15cm, 20cm, 25cm, 30cm). Earth pressure cell is set up approach RAP and 1.0D space at RAP center. Bearing acpacity and the failure mechanism of RAP is investigated by load test As a result, bulging failure was happened in $5\~10cm\;(1.0D\~2.00)$ depth which the maximum lateral earth pressure is acting. Especially, diameter changing of RAP are in inverse proportion to the relative density and the lateral stress is very much influenced by the lateral earth pressure in every layer and tends to decrease according to depth.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권1호
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• pp.47-60
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• 1989

본 논문에서는 사질토를 뒷채움한 강성연직벽에 작용하는 횡토려의 분포를 유한요소법을 이용한 탄소성해석에 의하여 구하고 벽체의 3가지 변위형태(벽체정부중심회전, 벽체양부중심회전및 평행이 동형태 및 변위의 크기가 토압분포에 미치는 영향을 연구하였다. 그리고 이들 토압을 Rankine주동 토압 및 Dubrova주동토압과 비교하였다. 벽달정부중심회전하는 경우 아아칭효과에 의하여 역5-형토려분포를 나타내고 결과적으로 벽체 전 높이에 작용하는 총토추의 작용점은 벽체람부로부터 벽체높이의 113보다 훨씬 높을 뿐만 아니라 다 른 형태의 벽체변위에 비하여 제일 높고 또한 크기도 가장 크다. 그리고 벽체변위가 증가하여 주동상태로 파괴될 때 뒷채움지반내에 발달하는 소성영역은 벽체저부중심회전형태인 경우에만 쐐기형태로 발달하고 다른 변위형태의 경우에는 쐐기형태를 보이지 않는다. 또한 뒷채움이 경사지면인 경우 몇가지 경사도에 대한 저부중심회전벽체의 토압분포를 나타내었다.