• 한국지반공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.39-49
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• 2002

본 연구에서는 지반-말뚝 상호작용을 고려한 동해석을 위한 해석기법의 제안과 이의 검증을 위한 진동실험을 실시하였다. 일정한 가속도에서 단독말뚝과 중심간격 2.5d(d=직경)인 2$\times$2 군말뚝의 휨모멘트 값을 측정한 결과 주파수에 관계없이 지표면으로부터 깊이 4d 미만에서 단독말뚝과 군말뚝의 휨모멘트값이 최대가 되었으며 그 값은 단독, 군말뚝 모두 일치하였으나 지표면으로부터 깊이 4d이하에서는 단독말뚝은 군말쪽에 비해 휨모멘트 값이 커지는 경향을 보였다. 진동대 실험에서 측정한 입력가속도를 수치해석에서 지진가속도로 하여 해석한 결과 단독말뚝과 군말뚝 모두 지표면으로부터 4d 미만의 상부부분에서는 실험값과 비슷한 결과를 얻었으나 군말뚝의 경우 지표면으로부터 4d 이상의 부분에서는 실험 값과는 상이한 결과를 얻었다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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• pp.107-114
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• 2001

When group pile supporting structures are to be subjected to large lateral loads, generally, hatter piles are used in group pile with vertical piles. It is well known that batter piles resist lateral static loads which are acted upon the piles as axial farces quite well but, they show a poor performance under seismic loads. However, it is not yet known how the batter piles behave under dynamic loading and how to strengthen the batter piles to improve the seismic performance. Shaking table tests were performed to investigate the seismic behavior of the batter pile and to bring up the countermeasures to improve the seismic performance. As the result of the shaking table tests, batter piles failed due to not only the excessive increase of compressive force near the pile head but also that of tensile force. In case that the pile head was connected with pile cap by rubber joint, the max. acceleration at the pile cap was reduced due to the high damping ratio of rubber and the max. moment and max. axial farce at the pile head was decreased remarkably. When the inclinations(V:H) of the batter pile were 8:3 and 8:4, max. moment, max. shear force, and max. axial farce were reduced notably and max. acceleration and max. displacement at the pile cap was diminished, too.

• 한국안전학회지
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• 제33권1호
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• pp.81-87
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• 2018

The seismic response, the natural frequencies and the mode shapes of an offshore wind turbine with twisted tripod substructure subject to various pile-ground interactions are discussed in this paper. The acceleration responses of the tower head by four historical earthquakes are presented as the seismic response, while the other loads are assumed as ambient loads. For the pile-ground interactions, the fixed, linear and nonlinear models are employed to simulate the interactions and the p-y, t-z and Q-z curves are utilized for the linear and nonlinear models. The curves are designed for stiff, medium and soft clays, and thus, the seven types of the pile-ground interactions are used to compare the seismic response, the acceleration of the tower head. The mode shapes are similar to each other for all types of pile-ground interactions. The natural frequencies, however, are almost same for the three clay types of the linear model, while the natural frequency of the fixed support model is quite different from that of the linear interaction model. The wind turbine with the fixed support model has the biggest magnitude of acceleration. In addition, the nonlinear model is more sensitive to the stiffness of clay than the linear pile-ground interaction model.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권7호
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• pp.17-28
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• 2017

본 연구에서는 건조사질토 지반에 근입된 말뚝의 동적 거동을 분석하기 위해 1g 진동대 실험을 수행하였다. 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수를 측정한 후 고유 진동수를 기반으로 하중 진동수를 산정하고 이에 대한 거동을 분석하였다. 또한, 추가적으로 말뚝의 동적 거동에 영향을 미치는 인자를 분석하기 위하여 입력 가속도, 상부하중, 말뚝 두부 구속 조건에 따른 거동을 분석하였다. 분석결과, 하중 진동수가 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수보다 큰 경우 상대적으로 말뚝 두부변위와 휨모멘트가 크게 발생하고 동적 p-y 곡선의 기울기가 작게 나타났다. 또한, 동적 p-y 곡선의 영향인자를 분석한 결과, 말뚝 두부구속조건은 동적 p-y 곡선의 기울기에 영향을 적게 끼침을 확인하였고, 입력가속도, 상부하중 등의 의한 관성력, 지반-말뚝 시스템의 고유 진동수와 입력 진동수의 관계 그리고 지반조건이 동적 p-y 곡선의 기울기에 큰 영향을 끼치는 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.905-912
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• 2009

1-g shaking table test is conducted to evaluate the dynamic behavior of a soil-structure system under seismic loading condition. A consistent similitude law between the model and prototype is needed to predict the behavior of the prototype structure, quantitatively. The natural frequency of geomaterial decreases with the increase of shaking intensity because of the non-linear property of the geomaterial. This phenomenon affects the applicability of similitude laws in 1-g shaking table tests. In this study, a simple method is suggested to determine the frequency of the input motions in 1-g tests in order to enhance the applicability of similitude laws. Modified input frequency is calculated using the frequency ratio with consideration of the variation of the natural frequency according to the intensity of input ground acceleration. To verify the applicability of the suggested method, a series of 1-g shaking table tests were performed for three different sizes of model piles having an overburden mass on their heads by varying the acceleration and the frequency of input motion. The acceleration amplification ratio on the overburden mass, the lateral displacement at the pile head and the maximum bending moment along the pile depth were measured. The projected behaviors of the virtual prototype based on the measured values of the model tests, where the input frequencies were calculated by the new method, showed good consistency, verifying the applicability of the suggested method.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권8호
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• pp.15-27
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• 2020

본 연구에서는 말뚝에 작용하는 부마찰과 관련된 원심모형실험 및 실규모 현장실험 등 기발표 자료에 대한 고등3차원 유한요소해석을 수행하였다. 이를 통해 기존연구에서는 충분히 고려되지 못했던 부마찰이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 상세히 분석하였다. 즉 수치해석을 통해 기존연구에서는 고려하지 못했던 부마찰에 의한 말뚝의 침하와 군효과, 군말뚝에서 희생말뚝의 영향과 말뚝두부와 기초판 사이의 상호거동, 말뚝-인접지반의 경계면 요소(interface element)의 유무 및 시간 의존적인 부마찰의 발생특성 등 다양한 요소들을 분석할 수 있었다. 원심모형실험의 경우 중력가속도가 1g에서 특정한 값으로 증가하는 경우 흙의 자중 증가로 인해 말뚝에 비교적 큰 부마찰이 발생하는 것을 확인하였다. 군말뚝의 경우 희생말뚝 유무 및 말뚝두부와 기초판과의 연결여부에 따라 말뚝의 거동이 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 부마찰은 압밀과 관련된 시간의존적 특성을 가지므로 압밀이 진행 중인 말뚝의 거동을 분석할 경우 압밀을 고려한 해석을 수행하는 것이 합리적인 것으로 분석되었다. 이러한 일련의 고찰을 통하여 기존연구의 한계를 적절하게 보완하면서 부마찰을 받는 말뚝의 거동을 명확히 분석할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권6호
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• pp.5-20
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• 1996

본 논문은 말뚝의 선단과 두부조건이 자유이며 수평하중을 받고 있는 수직말뚝의 모형실험에 대한 결과를 보여주고 있다. 모형실험은 원심모형실험기(동경공업대학 Markll)를 이용하여 현장응력상태하의 사질토지반에서 실시되었으며, 중력가속도, 휭강성, 그리고 지반의 상대밀도를 달리하여 실험을 실시하였다. 본 연구의 목적은 Toyoura모래에 근입된 말뚝의 거동에 대해 중력가속도, 횡강성, 그리고 상대밀도의 영향과 여러학자(Murchison & O'Neill, Reese et at., Scott, Det Norske Vertas, Kondner)들에 의해 제안된 p-y곡선의 적용성 검토에 있다. p-V곡선에 의해 프로그램이 만들어졌으며, 이 프로그램으로 말뚝의 수평변위와 모멘트 그리고 지반반력 분포를 예측할 수 있다. 실측된 거동과 예측된 거동의 비교에서, Murchison & O'Neill과 Kondnor에 의해 제안된 p-y곡선식의 결과가 다른 식들보다 실측결과와 일치하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권9호
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• pp.33-40
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• 2023

지진 시 상부구조물을 지지하는 말뚝기초에 가해지는 수평 하중은 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력으로 구분된다. 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력은 서로 다른 복잡한 메커니즘을 통해 말뚝기초에 피해를 입힐 수 있기 때문에 지반-말뚝-구조물의 상호작용을 적절히 예측하고 평가하는 것이 말뚝기초의 안전한 내진설계를 위해 필요하다. 지반-말뚝-구조물의 상호작용은 구조물의 동적특성, 말뚝의 길이, 두부 경계조건 및 지반의 상대밀도에 영향을 받는다. 지반의 상대밀도가 달라지면 그에 따른 구속압 및 지반 강성이 변화하며 결과적으로 지반반력계수도 각 시스템에 따라 달라지게 된다. 말뚝기초의 수평방향 지지거동 및 극한 지지력은 수평방향 하중조건 및 모래지반의 상대밀도에 따라 다르게 나타난다. 이에 본 연구에서는 건조된 모래지반의 상대밀도가 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 상대밀도가 증가함에 따라 상부구조물의 가속도는 증가하고 말뚝캡의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 p-y 곡선의 기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.