• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
• /
• pp.455-465
• /
• 2008

In this study, the load distribution and deformation of rock-socketed drilled shafts subjected to axial load are investigated based on small scale model tests. In order to analyze the effects of major influencing factors of end bearing capacity, Hoek-cell triaxial tests were performed. From the test results, it was found that the initial slope of end bearing load transfer (q-w) curve was highly dependent on rock mass modulus and pile diameter, while the ultimate unit toe resistance ($q_{max}$) was influenced by rock mass modulus and the spacing of discontinuities. End bearing load transfer function of drilled shafts socketed in rock was proposed based on the Hoek-cell triaxial test results and the field loading tests which were performed on granite and gneiss in South Korea. Through the comparison with pile load tests, it is found that the load-transfer curve by the present study is in good agreement with the general trend observed by field loading tests, and thus represents a significant improvement in the prediction of load transfer of drilled shaft.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.41-49
• /
• 2007

강관말뚝과 확대기초를 연결하는 대표적인 두부보강공법은 +자 보강 덮개판을 이용한 볼트식 말뚝두부 보강방법이다. 본 논문에서는 실물 크기의 +자 보강 덮개판을 이용한 말뚝머리 보강방법과 훅타입의 새로운 말뚝 두부보강공법을 적용한 실물크기의 확대기초를 제작하여 연직재하시험과 수평재하시험을 수행하여 말뚝두부 결합부의 안정성을 평가하였다. 실물모형 기초의 연직재하 시험결과 볼트타입 및 훅타입으로 보강된 말뚝기초는 강관말뚝 재료의 항복내력을 8.5~21% 초과하는 것으로 나타나 압축력에 대해 충분한 안전성을 확보하고 있는 것으로 확인되었다. 수평재하 시험결과 훅타입 두부보강장치의 최대 파괴하중은 41.1tonf으로 볼트타입 두부보강 시험체에 비해 약 33%정도 크게 나타났다.

• 토지주택연구
• /
• 제4권3호
• /
• pp.271-277
• /
• 2013

수평하중을 받는 말뚝의 거동 예측에는 일반적으로 비선형 p-y 곡선을 이용한 BNWF(Beam on Nonlinear Winkler Foundation) 해석법이 주로 사용된다. BNWF 해석법은 다양한 사례를 통하여 정확성이 입증된 반면 군말뚝의 경우 p-multiplier를 사용해야 하는 단점을 가지고 있다. 이와같은 단점은 유한요소 또는 차분법의 사용으로 해결할 수 있다. 이 방법 적용 시, 지반과 말뚝은 솔리드 요소로 모델링된다. 하지만, 말뚝을 솔리드 요소로 모사하게 되면 회전 자유도가 없어 정확성이 감소하며 이를 극복하기 위해서는 요소의 크기를 현저하게 감소시켜야 하지만 3D 해석에서 요소 수의 증가는 막대한 연산시간이 요구되므로 적용에 문제가 있다. 본 연구에서는 이와 같은 단점을 극복하는 빔요소와 Rigid 링크를 이용한 말뚝 모델링 방법을 구축하였으며 이의 적용성을 현장시험결과와 BNWF의 비교를 통하여 검증하였다. 사용된 해석 프로그램은 지진공학용으로 개발된 OpenSees이다. 비교 결과, 빔요소와 Rigid 링크를 이용한 방법은 비교적 정확하게 현장시험결과와 일치하는 것을 확인하였다. 추후 이 방법은 군말뚝의 해석에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제39권11호
• /
• pp.33-40
• /
• 2023

본 연구에서는 산화마그네슘계 내화물(Magnesium oxide-based refractory)을 함유한 팽창성 지반에서의 말뚝기초 거동을 분석하였다. 고정단 말뚝이 설치된 모형토조에 용융마그네시아(Fused magnesia, FM)를 활용하여 지반의 융기를 유도하였으며, FM함유량(FM_c = 30%, 50%, 70%)을 변화하여 시간에 따른 깊이별 융기량과 말뚝의 축력을 분석하였다. FM_c가 증가할수록 더 큰 융기량이 측정되었으며, 시료의 표면으로 갈수록 융기량이 누적되어 깊이에 따라 융기량이 감소하였다. 그러나 깊이별 융기율의 차이와 그에 따른 팽창압의 차이로 인하여 FM_c = 30%와 50%일때 말뚝에 뚜렷한 압축력과 인장력이 발현되었으며, FM_c = 70%일 때에는 말뚝 전체에 인장력만이 발현되었다. 이런한 결과는 산화마그네슘계 내화물이 포함된 혼합토 내의 말뚝거동을 분석하는데 중요한 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권1C호
• /
• pp.41-51
• /
• 2008

본 논문은 말뚝 및 기초지반의 강성이 수평재하말뚝의 거동에 미치는 영향을 알아보고자 주문진 표준사와 김해점토를 기초지반으로 수평재하말뚝에 대한 실내실험을 실시하였다. 또한 실험 결과를 바탕으로 영향계수를 정량화 할 수 있는 경험식을 산정하였다. 말뚝과 지반의 강성을 고려하기 위하여 길이가 다른 3개의 알루미늄 모형말뚝을 제작하였으며 이를 사질토와 점성토 지반에 설치한 후 기초지반의 상대밀도(사질토 지반) 및 비배수전단강도(점성토 지반)를 변화시켜가며 수평재하 실내실험을 수행하였다. 실험을 통하여 산정된 p-y 곡선의 초기기울기는 사질토와 점성토 지반 모두에서 깊이와 말뚝-지반의 강성에 비례하였으나 점성토 지반의 경우 사질토 지반에 비하여 깊이에 따른 초기기울기의 증가율이 작은 경향을 나타내었다. 또한 극한 지반반력의 경우 모든 지반 조건에서 수평지반반력계수와 유사하게 깊이와 지반강성에 비례하여 증가하였으나 말뚝 강성에 대한 영향은 적게 나타났다. 이와 같은 특성을 고려하여 본 논문에서는 p-y 곡선의 초기기울기 산정 식을 실험결과와 가장 유사한 형태를 지니는 쌍곡선으로 지반 조건에 따라 제시하였으며 제안된 식을 기존의 연구 및 현장재하시험과 비교하여 제안 식의 적용성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제39권11호
• /
• pp.7-22
• /
• 2023

최근 지하안전에 관한 특별법이 시행(2022년 1월)되었으며, 지하안전영향평가를 통해 계획단계부터 지하안전에 관한 사전검토가 실시되고 있다. 지하굴착을 위해서는 가설 흙막이의 구조 안전성을 확보하는 것이 중요하므로 지하안전 검토는 더욱 강화되고 있다. 본 연구에서는 토사지반에서 Soil-Cement 흙막이의 벽체 두께를 확대하고 H-pile의 선택과 설치간격을 자유롭게 할 수 있는 MFS(Multi-axis Flat Continuous Soil Cement Earth Retaining Wall) 흙막이 벽체 공법의 거동 특성을 분석하였다. 실내모형실험을 통해 MFS 공법의 H-pile 설치간격에 따른 벽체에 작용하는 하중-변위 거동을 확인하였으며, MFS 흙막이 벽체의 두께별 H-pile 설치간격 및 크기 변화에 따른 하중-변위를 3차원 수치해석으로 분석하여 벽체에 작용하는 아칭효과 높이를 산정하였다. MFS 공법에서 산정한 최대 아칭높이를 기존의 부재력 검토 방법에 적용하여 벽체에 작용하는 축력, 전단력을 정량적으로 분석하는 설계방법을 제시하였다. 그 결과 MFS 흙막이 벽체에 적용되는 H-pile 설치 간격 및 크기에 따른 축력 및 전단력이 24.6~62.9%가 저감하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권8호
• /
• pp.5-12
• /
• 2005

축하중이 작용하는 말뚝에 대한 거동 해석 시 초기에는 여러 가정을 단순화하거나 또는 현장에서 많은 재하시험을 통해 안정성을 평가하는 것이 최선의 방법이었다. 그러나 최근 들어 컴퓨터의 발달로 축하중을 받는 말뚝의 거동을 보다 복잡하고 정교하게 해석할 수 있게 되었으며 이러한 방법들은 보다 현실적이고 정확한 결과를 산출 가능하게 하였다. 본 연구에서는 Coyle과 Reese(1966)가 제안한 하중전이법에 근거한 유한차분해석 프로그램을 개발하였다. 수치해석에 적용한 극한단위주면저항 $f_{max}$는 여러 제안자에 따라 다양한 방법으로 산정하였는데 이렇게 산정된 값들을 Vijayvergiya(1977) 그리고 Mosher 등(2000)의 t-z모델에 적용하여 수치해석을 수행하였다. 이러한 t-z 모델들을 적용하여 수치해석한 결과 주면저항 값은 실측치보다 다소 작게 산정되었지만 전체적으로 유사한 거동을 나타내었다. H-말뚝 타입 시 발생한 함몰부의 영향을 고려하기 위하여 부분폐색단면으로 수치해석을 수행한 결과 비교적 실측치에 근접한 결과를 나타내었다. 이것은 함몰부에 느슨한 모래가 충진되어 폐색이 제대로 되지 않은 상태를 비교적 잘 고려한 결과로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
• /
• pp.17-22
• /
• 2009

Reliability analyses were performed to quantify the risk in axially loaded large-scale pile foundations in consideration of pile-soil interaction and uncertainties on various design variables. The finite difference method based on an equivalent soil spring model and a load transfer method and Monte Carlo simulation method are integrated in the framework of reliabilty analysis. The applicability and efficiency of the proposed method in the safety assessment of axially loaded pile-soil system was verified using a realistic example. Since the proposed method can explicitly consider uncertainties in various design variables, and quantify failure probability of a pile foundation, it can be used to estimate risk, to obtain basic informations for life cycle cost analysis, and to develop code requirements for a reliability-based design of pile foundations.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권11호
• /
• pp.63-73
• /
• 2010

해상풍력발전기의 기초로 사용되는 단말뚝은 풍력과 파랑하중에 의해 큰 크기의 반복수평하중을 받는다. 본 연구에서는 모래지반에서 반복수평하중을 받는 항타말뚝의 거동 특성을 조사하기 위해서 가압토조와 길이가 다른 3개의 모형말뚝을 이용해서 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 하중의 최초 재하는 그 이후에 가해지는 반복재하보다 말뚝의 수평변위를 크게 발생시키고, 반복하중의 재하횟수가 증가함에 따라 1회 재하로 인해 발생하는 말뚝의 수평변위량은 감소하는 것으로 나타났다. 하중의 한방향 반복재하는 말뚝의 영구수평변위를 재하방향으로 증가시킨 반면, 양방향 반복재하는 최초 재하방향과 반대방향으로 말뚝의 영구수평변위를 증가시켰다. 그리고 반복 하중으로 인한 말뚝의 영구수평변위는 지반의 상대밀도가 감소하거나 말뚝에 가해지는 반복하중의 크기가 커질수록 급격히 증가하였고, 지반의 토압계수나 말뚝의 근입길이 변화에는 크게 영향을 받지 않았다. 또한 모형실험의 결과에 근거해서 하중이 한방향으로 반복재하될 때 말뚝의 영구수평변위와 영구회전각을 예측할 수 있는 산정식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.59-67
• /
• 2005

본 논문은 모래다짐말뚝의 대체재로 제강슬래그를 다짐말뚝으로 사용하여 그에 따른 지반공학적 거동을 조사하기 위하여 원심모형 실험을 수행한 실험적 수치적 연구 결과이다. 제강슬래그의 상대밀도를 변화시킨 원심모형실험을 수행하여 그의 지지력 변화, 말뚝과 점토지반 사이의 응력분담비, 침하특성, 파괴메카니즘에 대하여 조사하였다. 원심모형실험결과, 슬래그다짐말뚝의 상대밀도가 증가할수록 지지력이 증가함을 확인하였으며 동일조건의 모래다짐말뚝 보다 약 $30\%$ 정도 항복하중강도가 크게 나타나 모래 대체 재료로서 효과가 있을 것으로 나타났다. 또한, 슬래그다짐말뚝의 상대밀도가 증가할수록 응력분담비는 증가하였으며 재하시험후 활동선 관찰결과 말뚝상부로 부터 $2D{\sim}2.5D$ 깊이에서 말뚝의 명료한 전단면이 발생하였다. 한편, 수정 Cam-clay 모델을 사용한 상용프로그램 CRISP을 이용하여 원심모형실험결과를 모사하였다. 하중-침하 곡선과 응력분담비의 특성에 대한 해석결과는 실험결과와 비교적 근접하였다.