• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.197-203
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• 2008

풍화된 암반에 근입된 말뚝의 선단지지거동은 신선암의 강도보다는 절리를 포함한 암반 상태에 의존한다. 본 연구에서는 암반상태가 말뚝의 선단지지력에 미치는 영향을 알아보기 위해 먼저 총 4부지의 암반에 근입된 13본의 현장타설콘크리트 말뚝에 대한 재하시험, 그리고 재하시험 부지의 지반조사 자료를 포함하는 데이터베이스를 구축하고, 말뚝선단부의 거동과 암반물성치의 상관관계를 분석하였다. 선단지반반력계수와 암반물성치의 상관관계 분석 결과 암석의 일축압축강도와 지반반력계수 사이에는 일관된 상관관계를 찾을 수 없었으나, 암반의 상태를 나타내는 물성치인 $E_m$, $E_{ur}$, RMR, 그리고 RQD 등과 지반반력계수의 상관계수는 대부분 0.7 이상으로 매우 뛰어난 상관성을 보였다. 또한, 기존의 방법으로 추정한 선단지지력과 실측 선단지지력의 비교를 통해 기존 방법의 적용성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2411-2425
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• 2013

퇴적층과 암반층이 층상구조로 되어있는 지반의 층상암반층 위에 말뚝기초를 설계할 경우, 연직하중에 대한 지지암반의 파괴모드(휨파괴, 펀칭전단파괴 혹은 선단지지파괴)를 검토하고 지지력을 계산하기 위해서는 층상지지암반층의 구조해석이 필요하다. 그러나 ACI committee 436과 우리나라 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 기존의 이용 가능한 탄성평판해석법(Elastic Plate Analysis Method)은 매우 복잡하여 기술자가 이용하는데 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 탄성평판해석법 대신 비교적 간단한 원형기초해석법(Circular Foundation Analysis Method)을 이용할 수 있도록 등가유효폭(반경)의 개념과 식을 제시하였고, 이를 통하여 탄성평판해석에 의한 모멘트와 전단력이 원형평판해석의 결과와 같도록 관계식을 제안하였다. 그 결과 등가유효폭을 이용한 원형기초해석의 방법은 매우 단순하고 편리하였고, 제안된 방법에 의한 결과를 탄성평판해석과 유한요소해석 결과와 비교한 결과 매우 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권4호
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• pp.33-46
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• 1996

지지력이 부족한 지반에 구조물을 축조할 경우 기초지반의 변형으로 인하여 구조물에 침하나 균열이 발생하게 된다. 이러한 기초지반을 보강하기 위하여 최근에는 고압분사주입공법으로 지중에 지반개량체를 조성하여 기초보강말뚝으로 사용하고 있다. 본 논문은 2중관 고압분사주입공법에 의해 기초지반에 시공된 지반개량체에 대하여 실내시험 및 현장말뚝재하시험을 실시하여 지반보강효과 및 지지력을 검토하였다. 시험결과 지반개량체는 원지반의 특성에 따라 약간의 차이는 있으나 충분한 지반보강효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났으며 현장타설말뚝으로서 충분한 지지력을 유지하고 있어 구조물의 침하를 억제하는데 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권9호
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• pp.5-12
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• 2013

이 논문에서는 정재하시험과 양방향재하시험의 하중-침하거동을 비교하기 위하여 인접한 위치에서 직경 480mm인 암반에 소켓된 현장타설말뚝을 시공하고 각각 정재하시험과 양방향재하시험을 실시하였다. 양방향재하시험 해석법 중 기존의 탄성압축량을 고려하지 않은 등가하중곡선법은 정재하시험 결과와 비교할 경우 침하량을 과소평가하는 것으로 나타났기 때문에, 정확한 하중-침하 곡선 산정을 위해서는 반드시 탄성압축량을 고려해야 한다. 또한 기 제안된 여러 탄성압축량을 고려한 등가하중곡선법들을 정재하시험 결과와 비교검토한 결과, 충분한 적용성을 가지는 것으로 판단되었다. 또한 정재하시험과 양방향재하시험의 지지력을 비교한 결과, 양방향재하시험은 말뚝재료의 극한강도를 반영하지 못하고 지반의 극한지지력만을 평가하므로 반드시 재료강도에 대한 검토를 실시하여야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권11호
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• pp.33-40
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• 2012

말뚝과 raft의 하중 분담 효과를 고려한 Piled Raft 기초의 설계는, 말뚝의 지지력만을 고려하여 설계하는 기존의 말뚝기초 설계 방식에 비해 경제적인 설계를 가능하게 해준다. 일반적으로 Piled Raft 기초 거동의 해석 및 설계는, 해석의 복잡성으로 인해 주로 컴퓨터를 이용한 수치 해석을 이용하고 있으며, 하중 분담 효과에 대한 해석 또한 개별적 상황에 따른 수치해석의 결과로 이루어진다. 본 연구에서는 기초 요소의 하중-침하 특성을 고려하여 Piled Raft 기초에서의 수직하중에 대한 raft와 말뚝의 하중 분담 효과를 평가할 수 있는 모델을 제안하고자 하였다. 기초의 비선형적 거동을 고려하여 말뚝과 raft의 거동을 각각 쌍곡선(hyperbolic curve) 형태의 정규화된 하중-침하 곡선(normalized load-settlement curve)으로 표현하고, 이를 통해 기초의 침하에 따른 말뚝과 raft의 하중 분담 정도를 평가할 수 있는 모델을 제시하였다. 또한 제시한 모델의 적용성을 평가하기 위하여 Piled Raft 기초에 대한 원심모형실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 제시한 모델과 원심모형실험 결과로부터 나타난 침하에 따른 하중 분담률의 변화 양상이 전체적으로 유사한 형태를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.19-29
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• 2012

일반마이크로파일의 저항성능을 개선시키기 위해 최근에 토목섬유을 활용한 팩마이크로파일이 개발되었다. 팩마이크로파일은 일반마이크로파일의 강봉이나 강관을 토목섬유팩으로 감싸고 주입재와 주입압을 토목섬유팩 내부에 가하여 제작한다. 이 주입압에 의하여 천공 직경이 크게 확대된다. 동일한 한 지반 속에 설치된 세 개의 마이크로파일을 대상으로 일련의 말뚝인발시험을 실시하였다. 세 말뚝 중 두 개는 팩마이크로파일였고 나머지 하나는 강봉을 사용한 일반마이크로파일이였다. 토목섬유팩에 적용된 주입압에 의하여 팩마이크로파일의 경우 천공직경이 152mm에서 220mm으로 확대되었다. 마이크로파일의 주면에서 발달하는 단위주면마찰력은 말뚝두부의 인발변위량의 증가와 함께 서서히 증가하여 한계상태에 도달한 한계변위량에서 수렴치에 도달한다. 팩마이크로파일의 인발저항력은 일반마이크로파일의 인발저항력보다 크게 나타난다. 이와 같은 팩마이크로파일의 인발저항력을 증대시킬 수 있는 원인으로는 크게 두 가지를 생각할 수 있다; 첫째는 마이크로파일에 설치한 토목섬유팩내 주입압으로 마이크로파일의 단면적을 증대시키므로 말뚝주면의 마찰저항면적을 증대시킬 수 있기 때문이고, 둘째는 마이크로파일의 단면이 확대될 때 확대되는 부분의 체적만큼의 토사가 주변지반을 압축시켜 말뚝과 지반 사이의 마찰저항력을 증대시킬 수 있기 때문이다. 이 압축효과는 지표면 부근 보다 깊은 지층에서 크게 나타났다. 말뚝 주면에서 발휘되는 단위주면마찰력은 말뚝의 직경이 작은 경우가 더 크게 발휘된다. 즉 마이크로파일의 주면에서 발달되는 단위주면마찰력은 대구경 현장타설말뚝의 주면에서 발달되는 단위주면마찰력보다 크게 나타난다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.825-836
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• 2022

건물이나 구조물 증축 시 사용되는 마이크로파일은 추가하중의 일부만을 지지하여 기존 말뚝의 경우 허용지지력을 초과하는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 건물의 하중을 마이크로파일에 분배하고자 선압축 공법을 적용하였고, 정착성능을 개선한 웨지형 정착장치의 적용성을 확인하고자 실내재하시험을 수행하였다. 시험결과, 정착장치의 최대변형률은 항복변형률의 0.63배였고, 웨지와 콘크리트 사이 슬립발생량은 0.11 mm로 구조적인 기준을 만족하였다. 또한, 지반범용 해석프로그램인 MIDAS GTS를 활용하여 선행 압축하중, 토사층 두께, 선단 지반조건이 기존 말뚝과 마이크로파일의 반력에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과, 선압축 하중의 크기가 증가할수록 기존말뚝의 반력이 감소하여 최대 36 %의 저감효과를 보였다. 토사층 두께가 5 m 증가됨에 따라 반력저감률은 4 % 감소하였고, 마이크로파일의 선단이 풍화암에 놓일 경우 풍화토와 비교하여 반력저감율이 14 % 증가하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권2호
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• pp.17-26
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• 1985

본문의 필자들은 연약지반의 다차원감밀을 포함하여 각종 개양공법을 시행할 경추 재하에 의한 웅전의 관력과 변형 그리고 문극수감거동 등의 해석과 나아가 시공관리 등을 포괄하는 연약지반해 석연의 다목적 프로그램의 개발을 목표로 연구를 진행중에 있다. 1)-4) 그동안 몇차례에 걸헉 본프로 그램의 이론적 배경과 구성내용 그리고 개양공법별 유용성데 관하여 학술지나 학술발표회를 통해 발 표한 바 있는데 본문은 이어서 Sand Drain공법의 적용에 대하여 연구한 결과를 발표한 것이다. Sand Drain공법은 점토우에 사완을 두어 성토하중에 의해 여밀을 촉진한다. 이 설계이론은 주지하다시피 Barron의 이론을 이용한 것인데 그러나 이 이론은 Terzaghi계 이론의 결함과 변형경건이 불분명하다는 것은 잘알혀진 사실이다. 그리고 사항데 대한 응력집중은 전혀 고려되어 있지 않다. 본 프로그램은 기본적으조 다차원려밀은 Biot계리론을 채택하였다. 이 다차원견밀을 해석하는테 사항의 응력집중을 해명하기 위하여 사항i61 강성을 고쳐하지 않은 경우와 고려하는 경우를 자연지반 상태의 탄밀(이차원)상태와 비교하여 응력집중이 어떻게 일어나는7'1를 고찰하였다. 이 때 모래(사항)와 성토재료는 비선형탄성모델로 생각하고 점토는 비등방성에 Creep효과를 함께 고려할 수 있는 구성방정식으로서 탄점소성모델을 채택하였다. 그 결과는 강성을 고려하는 Sand drain이 헌실적이며 동시에 그와같은 해석이나 설계도 가능하다는 것을 밟힌 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.223-233
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• 2003

모래다짐말뚝(SCP)공법은 느슨한 모래지반이나 연약한 점성토지반을 압밀촉진시키고 지지력을 강화하여 지반을 개량할 목적으로 적용되는 개량공법이다. 본 연구에서는 현장상태와 유사한 연성변형(free strain) 상태로 변형이 일어날 때 모래말뚝과 지반의 상호작용을 분석하기 위하여 모형토조실험 및 3-D유한요소해석을 실시하였다. 그 결과, 치환율이 증가함에 따라 하부의 응력분담비가 증가하고 침하량 및 모래말뚝 - 지반의 상대변위는 감소하였으며 특히 지표면 침하량이 크게 감소하였다. 3-D 유한요소해석의 경우 모래말뚝 - 지반 접촉면에서 상대변위가 발생하며 치환율의 증가에 따라서 접촉면의 상대변위는 감소하는 경향을 나타내었다. 이상의 결과를 바탕으로 응력전이 메커니즘에 대한 분석을 수행하였으며 그 결과, 상대변위가 발생하지 않는다는 가정하에 제안된 모래말뚝 주면의 응력전이 이론식은 유한요소해석결과와 비교를 통하여 상대변위가 없는 경우는 물론 상대변위가 비교적 작은 5mm 정도까지도 적용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.85-91
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• 2020

국내 건축물은 지진이나 기초 부동침하 등으로 인해 건물의 기울어짐, 붕괴 등의 문제가 발생하기 때문에 건축물의 지반강화에 대한 필요성이 증가하고 있다. 이에 대한보강방법으로 깊은 관입량과 지지력 보강에 유리한 고강도 콘크리트 말뚝의 사용량이 증가하고 있으며 나 강도가 부족할 경우 현장타설 시 두부 파손 등의 문제가 발생할 수 있어 강도에 대한 철저한 유지관리가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 치환한 고강도 콘크리트 말뚝의 강도 특성에 대해 검토하였다. 그 결과, 고로슬래그 미분말을 10~20% 치환할 경우 압축강도가 증가하였으며, 20% 치환시 압축강도는 80.6MPa로 OPC 시험체에 비해 5% 증가하는 것을 확인하였다.