• 한국지반공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.33-41
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• 2011

서 김해평야에 위치하는 연장 2km의 철도제방은 정규압밀점토인 연약지반 상에 건설되었다. 연직 배수재를 타입하고 단계시공으로 1단계의 시공을 한 직후에 제방은 종방향 균열이 생겨 원호활동의 징조가 나타났다. 이 단계에서 piled raft로 설계변경하고 제방을 완공하였다. 여러 측점에 다양한 계측기를 설치하여 제방 시공 중 piled raft의 거동을 관찰하였다. 이 결과를 정리하여 piled raft 기초의 안전성을 분석한 결과를 이 논문에 기술하였다. 말뚝 무리가 마찰말뚝으로 작용할 때에는 piled raft 기초는 정규압밀점토에서도 안전하고 경제적인 설계가 될 수 있다는 것을 계측결과로 부터 알게 되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권6호
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• pp.847-865
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• 2016

In this study, a series of geotechnical centrifugal tests were conducted to investigate the effectiveness of settlement control of two types of rigid pile structure embankments (PRSE) in collapsible loess under high-speed railway embankments. The research results show that ground reinforcement is required to reduce the post-construction settlement and settlement rate of the embankments. The rigid pile structure embankments using rigid piles can substantially reduce the embankment settlement in the construction of embankments on collapsible loess, and the efficiency in settlement reduction is affected by the pile spacing. The pile-raft structure embankments (PRSE) have much stronger ability in terms of the effectiveness of settlement control, while the pile-geogrid structure embankments (PGSE) provides rapid construction as well as economic benefits. Rational range of pile spacing of PRSE and PGSE are suggested based on the requirements of various railways design speeds. Furthermore, the time effectiveness of negative skin friction of piles and the action of pile-cap setting are also investigated. The relevant measures for improving the bearing capacity and two parts of transition zone forms as positive control mean have been suggested.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권4호
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• pp.387-396
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• 2023

Ground subsidence, which is a current concern that affects piled raft foundations, has occurred at a high rate in Ho Chi Minh City, Viet Nam, due primarily to groundwater pumping for water supply. In this study, the groundwater level (GWL) change affect on a piled raft foundation was investigated based on the three-dimensional finite element method (3D-FEM) using the PLAXIS 3D software. The GWL change due to global groundwater pumping and dewatering were simulated in PLAXIS 3D based on the GWL reduction and consolidation. Settlement and the pile axial force of the piled raft foundation in Ho Chi Minh subsoil were investigated based on the actual design and the proposed optimal case. The actual design used the piled foundation concept, while the optimal case applied a pile spacing of 6D using a piled raft concept to reduce the number of piles, with little increased settlement. The results indicated that the settlement increased with the GWL reduction, caused by groundwater pumping and dewatering. The subsidence started to affect the piled raft foundation 2.5 years after construction for the actual design and after 3.4 years for the optimal case due to global groundwater pumping. The pile's axial force, which was affected by negative skin friction, increased during that time.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권6호
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• pp.603-615
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• 2023

Population growth and urbanization prompted engineers to propose more sophisticated and efficient transportation methods, such as underground transit systems. However, due to limited urban space, it is necessary to construct these tunnels in close proximity to existing infrastructure like high-rise buildings and bridges. Battered piles have been widely used for their higher stiffness and bearing capacity compared to vertical piles, making them effective in resisting lateral loads from winds, soil pressures, and impacts. Considerable prior research has been concerned with understanding the vertical pile response to tunnel excavation. However, the three-dimensional effects of tunnelling on adjacent battered piled foundations are still not investigated. This study investigates the response of a single battered pile to tunnelling at three critical depths along the pile: near the pile shaft (S), next to the pile (T), and below the pile toe (B). An advanced hypoplastic model capable of capturing small strain stiffness is used to simulate clay behaviour. The computed results reveal that settlement and load transfer mechanisms along the battered pile, resulting from tunnelling, depend significantly on the tunnel's location relative the length of the pile. The largest settlement of the battered pile occurs in the case of T. Conversely, the greatest pile head deflection is caused by tunnelling near the pile shaft. The battered pile experiences "dragload" due to negative skin friction mobilization resulting from tunnel excavation in the case of S. The battered pile is susceptible to induced bending moments when tunnelling occurs near the pile shaft S whereas the magnitude of induced bending moment is minimal in the case of B.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.529-545
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• 2012

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 실시하여 견고한 점토에 기시공되어 있는 단독말뚝의 하부에서 실시된 open face 터널굴착에 의한 말뚝의 거동을 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인한 말뚝의 거동을 규명하기 위하여 지반, 말뚝의 침하 및 전단응력전이 메커니즘을 심도 있게 분석하였다. 터널굴착으로 인해 Greenfield 조건의 지표면의 침하를 크게 초과하는 말뚝침하가 발생하였으며, 말뚝과 인접지반 사이 경계면에서의 전단응력전이현상으로 인해 말뚝에 작용하는 축력의 분포가 매우 크게 변화하였다. 말뚝침하의 증가로 인하여 말뚝의 겉보기지지력(apparent pile capacity)이 약 30% 감소하는 것으로 분석되었다. 터널굴착에 따른 지중응력 및 변형에 의해 말뚝의 마찰력이 증가하는 현상이 발생하고 이에 따라 말뚝의 축력이 터널의 굴착에 따라 지속적으로 감소하였다. 순수하게 터널굴착에 의하여 단독말뚝에는 설계하중의 최대 21%에 상응하는 인장력이 유발되는 것으로 분석되었다. 말뚝은 터널의 시공이 말뚝의 중심에서 종방향으로 ${\pm}1$-2D (D: 터널직경)에서 실시될 때 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 말뚝선단 인근에서는 (-)의 과잉간극수압이 발생하였으며, 말뚝상부 부근에서는 (+)의 과잉간극수압이 발현하였다. 터널굴착에 의한 말뚝의 사용성은 축력변화에 비해서는 말뚝의 침하에 의해 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.21-32
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• 2020

세계적으로 대규모 인프라 구조 건설 시장이 확대됨에 따라 극한지 및 극서지와 같은 극한 환경에서의 토목 구조물 시공이 계획 혹은 시공 중에 있다. 이에 따라 구조물의 지지력 확보를 위한 말뚝 기초의 시공이 필수적이나 극한지 및 극서지의 지반 변형 가능성으로 인해 말뚝 기초의 안정성 및 기능 상실이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 새로운 형식의 말뚝 기초를 개발함으로써 지반 변형에 대응하고자 하며, 극한지 및 극서지에서 발생 가능한 지반 변형을 크게 융기 및 침하로 구분하였다. 지반 변형 대응형 말뚝은 강관 말뚝 내부에 수축 및 팽창이 가능한 실린더가 삽입된 형태로 융기 및 침하 과정에서 실린더의 거동에 따른 말뚝 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 수치해석 결과 지반 융기는 말뚝의 과도한 인장응력을 발생시켰으며, 실린더의 팽창 조건은 말뚝에 작용하는 인장 응력을 분담해 주어 전체적으로 말뚝에 작용하는 축 응력을 감소시켰다. 지반 침하는 부주면 마찰력 발생에 따른 말뚝의 압축응력을 증가시켜 주었는데, 실린더는 중립점 이하에 위치하여 수축 거동 시 최적의 효율을 보여주었다. 하지만 지반 변형 대응형 말뚝 시공 시 수축 및 팽창량은 상부 구조체의 허용 변위 범위를 준수하여야 하며, 설계 시 이에 따른 고려가 필요할 것으로 판단된다.