• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.21-28
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• 2009

지반-말뚝-구조의 상호작용을 정밀하게 해석하기 위해서는 토층, 말뚝 그리고 구조물의 적절한 묘사가 필요하다. 일반적으로 사용하는 유한요소해석의 경우에는 지반이나 구조물의 물성이 바뀌는 경계를 따라서 요소의 경계가 정해지게 된다. 그러나 실제로는 토층 단면과 말뚝의 형상이 매우 복잡하여 요소의 배열이 매우 어려운 작업이 될 수 있다. 이 어려움을 해결하기 위하여, 이 논문에서는 불연속선의 위치에 관계없이 규칙적인 요소를 사용하여 쉽게 적분을 가능하게 하는 다른 적분 방법을 채택하였다. 이 방법을 적용함으로 써 요소는 매우 빠르고 규칙적인 강성 매트릭스를 만든다. 구조물 응답에 대한 토층과 말뚝의 영향을 조사하였고, 예를 통하여 본 방법의 유효성을 보였다. 탄성 말뚝의 사용으로 20% 대의 가속도 감소 효과를 얻었고 지반 층의 모양에 따라 그 영향이 변하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1132-1139
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• 2010

The steel pipe of steel-concrete composite piles increases the pile strength and induces the ductile failure by constraining the deformation of the inner concrete. In this research, the load-movement relations and the reinforcement effect by the outer steel pipe in the steel-concrete composite pile were analyzed by performing three-dimensional numerical analyses, which can simulate the yielding behavior of pile material and the elasto-plastic behavior of soils. The parameters analyzed in the study include three pile materials of steel, concrete and composite, pile diameter, pile distance and loading direction. As the results, the axial capacity of the composite pile was about 73% larger than that of the steel pipe pile and about 14% larger than that of the concrete pile. In addition, the horizontal movement at the pile head of the composite pile was about 51% of that of the steel pile and about 19% of that of the concrete pile.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권1호
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• pp.59-76
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• 2016

Penetration problems in geomechanics are common. Usually the soil is heavily disturbed around the penetrating bodies and large deformations and distortions can occur. The simulation of the installation of displacement piles is a good example of the interest of these types of problems for geomechanics. In this paper the Material Point Method is used to overcome the difficulties associated with the simulations of problems involving large deformation and full displacement type penetration. Recent modifications of the Material Point Method known as Generalized Interpolation Material Point and the Convected Particle Domain Interpolation are also used and evaluated in some of the examples. Herein a footing submitted to large settlements is presented and simulated, together with the processes associated to a driven pile under undrained conditions. The displacements of the soil surrounding the pile are compared with those obtained by the Small Strain Path Method. In addition, the Modified Cam Clay model is implemented in a code of MPM and used to simulate the process of driving a pile in dry sand. Good and rather encouraging agreement is found between compared data.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.31-41
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• 2012

연약지반에 건설되는 송전철탑 말뚝기초는 부등침하로 인한 철탑구조체의 손상을 유발 할 수 있다. 이에 따라 일본과 미국에서는 철탑을 지지하는 각 기초부를 연결보로 연결한 연결형기초의 사용을 추천하고 있다(TEPCO 1988, IEEE 2001). 연결형 말뚝기초의 저항력증가계수는 연결체의 영향으로 인하여 증가되는 연결형 말뚝기초의 저항력의 증가량을 나타낸다. 본 연구에서는 점토지반에 근입된 송전철탑 연결형말뚝 기초의 모형수평재하시험을 수행하여 연결형 말뚝기초의 저항력증가계수를 도출하였다. 본 시험은 실트질 점토지반에서 수행되었으며, 수평하중의 재하높이와 재하각도, 말뚝기초를 연결하는 연결체의 강성을 변화시켜 다양한 조건상에서의 저항력 증가계수를 도출하였다. 본 연구에서 도출된 저항력 증가계수는 송전철탑의 하중작용높이와 기초를 연결하는 연결체의 강성에 대한 함수로 나타났으며, 도출된 증가계수를 통하여 연결형 말뚝기초의 저항력을 산정한 결과 측정결과와 비교적 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.289-294
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• 2002

Sand Compaction Pile (SCP) method, which uses sand material, is frequently used in Korea. However, the use of sand for SCP faces environmental and economical problems with the shortage of its resources. Therefore, it is necessary to substitute other materials for compaction piles. One of the alternatives is using gravel in lieu of sand. Granular Pile, constituted with sand and crushed-stone, is one of the methods to improve soft clay and loose sandy ground. In this study, modeled pile load tests are performed in test cell. The observations are made on the consolidation and the variation of water table of three different grounds, original, sand pile installed, and granular pile installed ground. In addition, engineering characteristics such as bearing capacity, settlement and drainage are investigated. The test results show that Gravel Compaction Pile (GCP) is more efficient for increasing bearing capacity and reducing settlement than SCP and had similar pore water pressure dissipation to sand. Therefore, the results show that GCP can be a good substitution for SCP.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권2호
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• pp.247-268
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• 2006

The parts of pile, above the soil and embedded in the soil are called the first region and second region, respectively. The forth order differential equations of both region for critical buckling load of partially embedded pile with shear deformation are obtained using the small-displacement theory and Winkler hypothesis. It is assumed that the behavior of material of the pile is linear-elastic and that axial force along the pile length and modulus of subgrade reaction for the second region to be constant. Shear effect is included in the differential equations by considering shear deformation in the second derivative of the elastic curve function. Critical buckling loads of the pile are calculated for by differential transform method (DTM) and analytical method, results are given in tables and variation of critical buckling loads corresponding to relative stiffness of the pile are presented in graphs.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.21-35
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• 2016

최근 철도는 고속화를 위해 콘크리트궤도를 적용하는 추세이고 연약지반 구간에 건설된 철도는 장기간에 걸친 작은 양의 침하발생으로도 침하에 민감한 콘크리트 궤도의 침하량 허용범위를 초과하여 궤도의 손상과 뒤틀림을 초래할 수 있다. 연약지반에 건설된 철도의 잔류침하를 효과적으로 제어 할 수 있는 방법으로 성토지지말뚝공법을 들 수 있으며 성토하중을 말뚝머리로 전달하기 위해 콘크리트 슬라브가 사용되기도 하나 하중이 전달되는 과정에 나타나는 성토체 내부의 아칭효과를 극대화하는 토목섬유를 이용한 방법이 보다 경제적이다. 그러나 토목섬유 등으로 인해 집중된 성토하중을 받는 성토지지용 말뚝은 일반적으로 교량구조물에 사용하는 PHC말뚝을 그대로 사용하고 있으며 이는 필요이상으로 높은 강도의 재료를 사용함으로써 재료의 효율성이 크게 떨어지고 있는 실정이다. 이에 따라 해외의 적용사례 조사를 통해 성토지지용으로 가장 적합한 말뚝의 형식으로 현장타설 콘크리트 말뚝을 선정하고 산업부산물을 이용한 배합설계와 압축강도시험을 통해 성토지지용 말뚝재료의 최적 배합조건을 도출하였다. 그리고 최적배합조건을 적용한 성토지지용 현장타설말뚝이 기존 PHC말뚝에 비해 재료의 효율성이 약 2.8배 뛰어나다는 것을 수치해석을 통해 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권3호
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• pp.195-221
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• 2013

A centrifuge model study is carried out to investigate the behavior of pile subject to negative skin friction induced by pile installation, ground water drawdown and surcharge loading. A single end-bearing pile is examined as the induced negative skin friction would induce the most severe stress on the pile structural material as compared to friction piles. In addition, the behavior of the pile under simultaneous negative skin friction and dead/live loads is examined. To facilitate detailed interpretations of the test results, the model setup is extensively instrumented and involves elaborate test control schemes. To further examine the phenomenon of negative skin friction on an end-bearing pile, finite element analyses were conducted. The numerical analysis is first validated against the centrifuge test data and subsequently extended to examine the effects of pile slenderness ratio, surcharge intensity and pile-soil stiffness ratio on the degree of mobilization of negative skin friction induced on the pile. Finally experimental and numerical studies are conducted to examine the effect of applied transient live load on pile subject to negative skin friction.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.85-90
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• 2012

본 논문은 ABAQUS 유한 요소 프로그램을 사용하여 다층지반(화강풍화토-점토-화강풍화토)에서의 외말뚝과 군말뚝의 횡하중에 대한 영향을 설명한다. 본 연구에서의 변수는 캡이 없는 외말뚝과 캡이 있는 군말뚝으로, 파일의 직경은 0.5m, 길이는 10m인 말뚝을 사용하였다. 수치 해석은 말뚝의 간격을 (s=3D, 4D, 5D) 변화시켜 외말뚝과 군말뚝의 거동을 비교하기 위하여 수행되었다. $1{\times}3$군말뚝(leading pile, middle pile, trail pile)은 각각의 말뚝의 저항분포와 수평저항력을 조사하기 위하여 선정되었다. 점토의 해석모델은 Druker-Prager 구성관계를 이용하였고, 화강풍화토의 물성치는 기존의 논문을 사용하였으며, 말뚝은 탄성 원형 콘크리트로 모델링하였다. 해석 결과, 말뚝의 간격이 넓어짐에 따라 P-multiplier의 값이 leading pile의 영향을 덜 받는 것으로 나타났다. 또한, 단층지반이 다층지반에 비해 수평저항력이 약 4~20% 크게 작용하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.39-50
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• 2011

흙막이 가시설 공사에 사용되는 H-pile은 철거의 어려움으로 공사 완료 후 그대로 지중에 사장되거나 사용 후 인발된다. 이때 H-pile 외부에 공동이 있을 경우 지반 변형을 일으키게 된다. 본 연구의 목적은 H-pile을 이용한 흙막이 구조물 조성 시 천공 후 공동 충진을 용이하게 할 수 있고, H-pile 회수 시 마찰을 최소화하는 채움재 개발에 있다. 일차시험에서는 연구 목적을 만족하는 배합비를 선정하기 위해 수행되었고, 이차시험에서는 사용재료와 철판의 전단시험으로 인발 시 적용성을, 압밀시험을 통해 공동 충진 시 적용성을 평가하였다. 시험결과 유동화 채움재로서 우수한 성질을 보이는 배합은 벤토나이트를 기준으로 물 350%~450%, 시멘트 70%~100%, 모래 70%~100%가 포함된 배합으로 나타났다.