• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.863-874
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• 2015

본 연구에서는 보강날개로 보강된 수중잠제 지지말뚝의 보강효과를 분석하기 위하여 하중전이거동을 분석하였다. 먼저 3차원 유한요소해석을 통해 말뚝의 변위 및 하중전이곡선(지반반력) 결과로부터 보강효과를 확인하고, 하중전이곡선에서 극한저항력 비율로 보강말뚝의 수평 및 인발하중에 대한 보강계수를 산정함으로써 보강효과를 정량화 하였다. 산정된 보강계수를 쌍곡선 하중전이함수의 극한저항력 $p_u$와 $t_{max}$에 곱해서 보정상수(fitting parameter)로 적용하여 보강효과를 고려한 하중전이함수를 제안하였다. 제안된 하중전이함수가 수치해석 결과를 잘 반영하고 있는지 확인하기 위해 3차원 유한요소해석을 비교하여 보강말뚝의 하중전이거동을 분석하였다. 제안된 하중전이함수를 하중전이법 해석에 적용하여, 실제 수중잠제를 해석한 결과 보강말뚝의 전단력, 휨 모멘트, 변위가 무보강말뚝보다 작게 발생하고, 지반반력은 더 크게 발생하여 비교적 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.25-32
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• 2016

말뚝머리-확대기초 접합부는 상부구조물의 하중을 말뚝으로 전달하는 연결부분으로서 부재의 단면과 강성의 급격히 변화하는 부위이기 때문에 응력이 집중되고 작용하는 휨모멘트와 전단력이 큰 취약부분이다. 이 연구에서는 제작조건에 따른 PHC말뚝 및 합성 PHC말뚝과 확대기초 접합부의 구조성능을 평가하는데 목적이 있다. 반복가력 하중 조건하에서의 균열패턴, 하중-변위관계, 연성비, 초기 회전강성 및 에너지소산 특성을 각각 평가하였다. 접합부 초기 회전강성은 확대기초 내부로 삽입되는 말뚝삽입 깊이와 축방향철근 배근위치에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 접합부 강도, 연성비 및 누적 에너지소산 등의 접합부 거동은 말뚝의 종류와 축방향 철근 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.35-44
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• 2019

본 연구에서는 수직증축 공동주택 하부 신설 보강말뚝의 축강성(K_vr)을 기존말뚝의 열화를 고려한 이론적인 접근과 수치해석을 통하여 산정하였다. 3차원 유한요소 수치해석을 수행하는 과정에서, 이론적인 접근과 38본의 시험 말뚝계측 결과를 통하여 제안된 열화를 고려한 기존말뚝 축강성(K_ve)의 상한 값을 적용하였다. 이를 통해, 수직증축 리모델링으로 인하여 증가된 하중을 안정적으로 지지하기 위한 신설 보강말뚝의 최소 축강성을 산정하였다. 신설 보강말뚝의 축강성 제안은 선단지지 말뚝과 마찰말뚝에 대해 수행하였고, 다양한 세장비(L/D)에 따라 제안하였다. 해석기법은 기존말뚝의 설계 당시의 양호한 상태를 고려한 말뚝지지 전면기초 거동 해석과 열화가 고려된 기존말뚝의 축강성을 적용한 말뚝지지 전면기초 거동 해석을 수행하였다. 두 해석기법에 대한 검증을 수행한 결과 말뚝지지 전면기초 거동해석이 가능한 것으로 확인되었고, 이를 통하여 기존말뚝의 열화가 발생하였을 때 선단지지 신설 보강말뚝 축강성이 44 - 67% 증가되어야 수직증축 구조물의 안정성이 확보됨을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.87-95
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• 2014

최근 공동주택 수직증축 리모델링 사업 등 기초구조물을 보강하기 위한 기술적 수요가 증가하고 있다. 본 논문에서는 기존 구조물을 지지하는 기존말뚝에 보강말뚝을 추가로 설치할 경우 추가하중에 의한 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담 특성을 연구하였다. 정사각형의 기초판에 설치된 기존말뚝 4본에 허용하중을 재하한 후, 기초판 중앙에 보강말뚝 1본을 추가로 설치하고 추가하중을 재하하였다. 실험결과로부터 기존말뚝에 재하되는 하중이 허용지지력을 초과한 이후에 기존말뚝과 보강말뚝이 하중을 균등하게 분담하는 것으로 분석되었다. 기존말뚝에 허용하중 재하 후, 허용하중 대비 60 %, 80 %, 100 %까지 제하(unloading)하고, 보강말뚝을 설치한 후 추가하중을 재재하(reloading)하는 실험을 수행하였다. 연구 결과 제하 하중의 양이 증가함에 따라 재재하 시 기존말뚝과 보강말뚝이 하중을 균등하게 분담하는 재재하 하중이 감소하는 경향을 파악하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.397-406
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• 2003

사면 내에 설치된 억지말뚝의 보강효과를 평가하고, 사면의 가상 파괴면을 예측하기 위하여 지속적인 계측관리를 통한 사면의 거동을 감지할 필요가 있다. 본 연구는 계측기를 통한 계측자료가 사면과 억지말뚝의 안정성 및 보강효과를 평가할 수 있는 자료로 활용될 수 있도록 하기 위한 것으로, 현장에 설치된 억지말뚝에 광섬유 센서(FBG 센서), V/W 및 경사계를 설치하여, 사면 내 억지말뚝의 거동분석을 하였다. 또한 각 계측기의 데이터를 비교 분석함으로써, 광섬유 센서와 같은 스마트 계측기술을 실제 토목 구조물에 활용할 수 있는 방안을 현장시험을 통해 검증하고자 한다. 이를 위해 각 계측기에서 구하여진, 연구 대상사면의 거동과 억지말뚝의 보강효과 및 변형률 분포의 상관관계를 비교 분석하였다. 그 결과, FBG 센서와 V/W 센서 및 경사계의 계측결과가 잘 일치하며, 억지말뚝에 의한 사면의 보강효과가 충분함을 알 수 있었다.

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

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.101-124
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• 1997

The root pile system is insitu soil reinforcement technique that uses a series of reticulately installed micropiles. In terms of mechanical improvement by means of grouted reinform ming elements, the root pile system is similar to the soil nailing system. The main difference between root piles and soil nailing are due to the fact that the reinforcing bars in root piles are normally grouted under high pressure and that the alignments of the reinforcing members differ. Recently, the root pile system has been broadly used to stabilize slopes and retain excavations. The accurate design of the root pile system is, however, a very difficult tass owing to geometric variety and statical indetermination, and to the difficulty in the soilfiles interaction analysis. As a result, moat of the current design methods have been heavily dependent on the experiences and approximate approach. This paper proposes a quasi-three dimensional method of analysis for the root pile system applied to the stabilization of slopes. The proposed methods of analysis include i) a technique to estimate the change in borehole radium as a function of the grout pressure as well as a function of the time when the grout pressure is applied, ii) a technique to evaluate quasi -three dimensional limit-equilibrium stability for sliding, iii) a technique to predict the stability with respect to plastic deformation of the soil between adjacent root piles, and iv) a quasi -three dimensional finite element technique to compute stresses and dis placements of the root pile structure barred on the generalized plane strain condition and composite unit cell concept talon형 with considerations of the group effect and knot effect. By using the proposed technique to estimate the change in borehole radius as a function of the grout pressure as well as a function of the time, the estimations are made and compar ed with the Kleyner 8l Krizek's experimental test results. Also by using the proposed quasi-three dimensional analytical method, analyses have been performed with the aim of pointing out the effects of various factors on the interaction behaviors of the root pile system.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.5-12
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• 2000

The hazard of excavation may be very high until a supporting system is completely installed. In this paper, an excavation method which uses partially reinforced soldier pile($\square$-shape) inserted by a short length steel bar was proposed and simulated by the finite element method. The reinforcing steel bar is moved down along the stage of excavation to reinforce the stiffness of the supporting system. The result of analysis showed that the risk of failure by bending moment or shear stress could be significantly reduced by the reinforcing effect of the steel bar. The proposed method could be applied to the strut-supporting wall or the diaphragm wall.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.366-373
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• 2002

This paper describes the load distribution and settlement of rockbolted-drilled shafts subjected to axial and lateral loads with the view to shortening the embedded depth of the pile shaft. The emphasis was on quantifying the reinforcing effects of rockbolts placed from the shafts to surrounding weathered rocks based on small-scale model tests peformed on instrumented piles. The major influencing parameters on reinforcing drilled shaft behavior are the number, the positions on the shaft, the grade, and the inclination angle at which the rockbolts are placed. The model tests was 1/40 scaled simulations of the behavior of the drilled shafts with varying combinations of the major influencing parameters. The incremental effects of reinforcement based on the various parameters have been weighed against load transfer characteristics before and after rockbolt installations.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.47-57
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• 2018

최근, 수직증축을 통한 공동주택의 리모델링은 제한된 부지 내에서 세대수를 증가시킬 수 있다는 장점으로 인해 그 수요가 증가하고 있다. 수직증축시 기초보강의 가장 큰 목적은 증축되는 층고로 인해 발생하는 추가하중을 지지하는 것이다. 단, 추가된 하중의 일부가 보강말뚝이 아닌 기존말뚝에도 가해지기 때문에, 기존말뚝의 허용지지력을 초과하지 않는 범위 내에서만 증축이 가능하다. 선재하공법은 수직증축 시공 전 단계에서 기존말뚝에 가해지던 하중 중 일부를 보강말뚝에 분담하도록 하여, 증축하중이 추가되어도 기존말뚝의 허용지지력을 초과하지 않도록 하며, 선재하 하중에 의해 보강말뚝의 침하를 미리 발생시켜 증축하중이 가해졌을 때 보강말뚝의 지지력을 빨리 발현시키는 공법이다. 본 연구에서는 3차원 수치해석을 통해 선재하공법의 효과를 분석하였다. 3D FEM 프로그램인 PLAXIS 3D를 활용하여 수직증축 리모델링시 기초보강을 모델링하고 선재하공법의 적용 유무에 따른 효과를 비교 분석하였다. 수치해석 결과 선재하공법을 적용하였을 때 기존말뚝에 가해지던 하중을 보강말뚝에 더욱 효과적으로 분담하였으며, 보강말뚝의 지지력이 조기에 발현하는 데 효과가 있는 것으로 확인하였다.