• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.259-266
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• 1999

In case that pile cap is in direct contact with underlying soil, the bearing mechanism for pile groups, including direct bearing effect of cap and its induced influence on pile-soil-cap interaction, should be properly considered. In this paper, the effects of pile caps on behaviors of pile groups in sandy soils were investigated by model tests, which consist of tests on 3 by 3 pile groups with/without contact on subsoil, single pile with/without contact and cap as a shallow foundation. Also, the influences of pile spacing in group piles on contact effects were investigated. The test results showed that the load carrying capacity of pile cap was large enough not to be ignored. However, the interaction effects due to contact between cap and subsoils were not revealed obviously in working load range. And in the design of pile groups, the bearing effect of pile cap when contacted with subsoils, can be reflected by simply summing up load settlement behaviors of each cap and group piles without contact.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.245-252
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• 2000

Model tests on free standing pile groups and piled footings with varying a pile spacing in two layered soils are carried out. The influence of pile cap on the behaviors of end bearing pile groups is analyzed by comparing the bearing behavior in piled footings with those in a single pile, a shallow footing(cap alone) and free standing pile groups. From the test results, it is found that the bearing characteristics of cap-soil-pile system are related with load levels and pile spacings. Before yield, the bearing resistance by cap is not fully mobilized, however, as the applied load increases, the bearing resistance of cap approaches to that of cap alone and settlement hardening occurs after yield due to the compaction caused by the contact pressure between cap and soil. By the cap-soil-pile interaction, shaft friction and point resistance of piles considerably increase with dependency of pile spacings. In two layered soil, the increasing effect of dilatancy in dense sandy soil adjacent to pile tips, increases the point resistance of pile.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권8호
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• pp.5-12
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• 2019

상부구조물은 여러 개의 말뚝 기초를 말뚝 캡으로 연결한 무리말뚝이 사용되고 있다. 무리말뚝 설계 시 상부구조물의 연직 및 수평하중은 말뚝 기초가 지지할 뿐 말뚝 캡의 지지효과는 무시하였다. 그러나 최근 상부구조물의 연직하중에 대한 안정성 범위에서 말뚝 기초의 사용량을 줄이기 위해 말뚝 캡의 지지효과를 반영하기 위한 연구가 진행되고 있으나 수평하중에 대한 말뚝 캡의 지지효과에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 수평 지진 하중을 받는 무리말뚝에서 말뚝 캡의 변화가 무리말뚝에 미치는 영향을 확인하기 위해 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 말뚝 캡 크기를 변화시켜 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 말뚝 캡의 크기가 상부구조물 및 무리말뚝의 동적 거동에 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 말뚝 캡의 크기가 증가할수록 지반 구속 효과로 인해 지반과 말뚝 기초가 일체 거동하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.171-181
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• 2000

성토지지말뚝 상부의 성토지반내에서 발생되는 지반아칭효과에 의하여 성토하중이 말뚝에 전달되는 효과를 조사하면서 제안된 이론해석의 신뢰성을 확인하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 본 모형실험에서 말뚝은 성토 아래에 일렬로 수열의 줄말뚝으로 설치하였으며, 말뚝캡보는 성토의 길이방향에 직각방향으로 말뚝두부에 설치하였다. 성토재의 하중전달에 가장 큰 영향을 미치는 요인으로는 말뚝캡보사이의 간격과 성토고를 들 수 있다. 이전의 이론적인 연구에 의해 제안된 지반아치의 반경보다 약 33%정도 큰 최소소요성토고보다 높게 성토를 실시할 경우 지반아치는 완벽하게 발생될 뿐만 아니라, 실험치와 이론치는 잘 일치함을 모형실험결과 확인할 수 있다. 모형말뚝캡보에 작용하는 성토하중의 분담률은 말뚝캡보사이의 간격이 증가함에 따라 감소하는 반면, 성토고가 높아짐에 따라 증가하였다. 따라서, 설계시 말뚝의 성토하중지지효과를 극대화시키기 위해서는 성토고를 충분히 높게한 상태에서 말뚝캡보의 간격비를 감소시켜야 한다. 여기서 말뚝캡보의 간격비를 감소시키려면 말뚝캡보사이의 간격을 감소시키거나 말뚝캡보의 폭을 증가시켜야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.25-32
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• 2016

말뚝머리-확대기초 접합부는 상부구조물의 하중을 말뚝으로 전달하는 연결부분으로서 부재의 단면과 강성의 급격히 변화하는 부위이기 때문에 응력이 집중되고 작용하는 휨모멘트와 전단력이 큰 취약부분이다. 이 연구에서는 제작조건에 따른 PHC말뚝 및 합성 PHC말뚝과 확대기초 접합부의 구조성능을 평가하는데 목적이 있다. 반복가력 하중 조건하에서의 균열패턴, 하중-변위관계, 연성비, 초기 회전강성 및 에너지소산 특성을 각각 평가하였다. 접합부 초기 회전강성은 확대기초 내부로 삽입되는 말뚝삽입 깊이와 축방향철근 배근위치에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 접합부 강도, 연성비 및 누적 에너지소산 등의 접합부 거동은 말뚝의 종류와 축방향 철근 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권9호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구에서는 수치해석을 통해 말뚝캡의 강성에 따른 거동차이를 분석하였다. 따라서 강성캡과 연성캡을 선정하여 상부교각과 하부군말뚝기초를 일체화하여 일련의 해석을 수행하였다. 해석 시 캡강성에 영향을 주는 캡의 탄성계수와 두께, 상부 교각길이, 지반반력, 그리고 말뚝직경 등을 고려하였다. 본 연구결과 군말뚝내 개별말뚝에 작용하는 하중은 말뚝캡의 강성에 크게 좌우되었으며 그 결과, 연성캡 해석결과는 강성캡에 비하여 수평하중과 휨모멘트가 상대적으로 크게 발생하므로 좀 더 보수적인 설계가 가능하리라 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권5호
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• pp.577-598
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• 2016

This paper presents a numerical study of pile force distribution in a pile group foundation subjected to vertical load and large moment. The physical modeling of a pile foundation for a wind turbine is analyzed using 3D finite element software, PLAXIS 3D. The soil profile consists of several clay layers, which are modeled as Mohr-Coulomb material in an undrained condition. The piles in the pile group foundation are modeled as special elements called embedded pile elements. To model the problem of a pile group foundation, a small gap is created between the pile cap and underlying soil. The pile cap is modeled as a rigid plate element connected to each pile by a hinge. As a result, applied vertical load and large moment are transferred only to piles without any load sharing to underlying soil. Results of the study focus on pile load distribution for the square shape of a pile group foundation. Mathematical expression is proposed to describe pile force distribution for the cases of vertical load and large moment and purely vertical load.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.285-294
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• 2002

연약지반상에 제방 성토시 예상되는 연약지반의 측방유동을 적극 억지할 수 있는 성토지지말뚝공법은 말뚝두부에 캡을 설치하는 형태에 따라 크게 말뚝슬래브공법, 캡보말뚝공법 및 단독캡말뚝공법으로 구분할 수 있다. 이들 공법중 캡보말뚝공법 및 단독캡말뚝공법에서는 성토지지말뚝과 지반간의 상대적인 강성차이로 인해 성토지반 속에 지반아치가 발생하게 되고, 대부분의 성토하중은 발달된 지반아치를 통해 말뚝으로 전달된다. 두 공법에서 발생되는 지반아치의 차이는 그 형태가 캡보말뚝공법의 경우 터널의 형태와 유사하게 2차원적이고, 단독캡말뚝공법에서는 돔의 형태와 유사하게 3차원적이라는 것이다. 따라서 이 두 경우의 지반아치로 인한 성토지지말뚝의 하중분담효과에 관한 이론식을 각각 유도 제안하여 비교하였으며, 두 이론식의 타당성을 입증하기 위한 일련의 모형실험을 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권10호
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• pp.39-46
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• 2019

상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 내진설계 시 지반-구조물의 상호작용이 고려되어야 한다. 무리말뚝 설계 시 지반과 구조물의 비선형 관계는 p-y 곡선이 많이 사용되고 있으며 지진과 같은 동적하중조건에서 지반-구조물의 상호작용이 고려된 동적 p-y 곡선을 무리말뚝의 내진설계에 사용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 이와 같은 연구는 말뚝 캡에 의한 지지효과 및 상부구조물의 관성거동에 의한 상호작용은 고려되지 않았다. 이에 본 연구에서는 사질토 지반에 근입된 상부구조물을 지지하는 무리말뚝에서 말뚝 캡의 변화가 무리말뚝에 미치는 영향을 확인하기 위해 말뚝의 배열 및 중심 간격은 고정하고 말뚝 캡 측면과 말뚝 중심 간격을 변화시켜 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 무리말뚝에서 말뚝 캡 측면과 말뚝 중심 간격의 변화가 말뚝의 동적 p-y 곡선 및 무리말뚝 효과에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 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.