• 한국지반공학회논문집
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• 제26권12호
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• pp.31-40
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• 2010

본 연구에서는 수직 및 수평하중을 받는 말뚝기초의 두부구속조건(고정단, 힌지단)에 따른 3차원 수치해석을 수행하였다. 수평하중과 수직하중 작용 시 말뚝과 기초의 강결합(고정단)이 힌지결합에 비하여 말뚝두부에서 횡방향 강성 및 단면 발생모멘트(휨모멘트)가 크게 나타나고 전면기초(raft)에서 발생하는 전단력도 크게 나타남을 알 수 있었다. 따라서 말뚝의 두부구속조건이 말뚝기초 전체의 거동에 지대한 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 힌지결합이 강결합과 비교하여 전면기초의 두께 및 말뚝의 철근 배근량을 감소시킬 수 있기 때문에 허용변위를 만족하는 선에서 경제적인 말뚝기초의 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.367-374
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• 2019

논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.157-171
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• 2009

A 151 storey super high-rise building located in an area of reclaimed land constructed over soft marine clay in Songdo, Korea is currently under design. This paper describes the design process of the foundation system of the supertall tower, which is required to support the large building vertical and lateral loads and to restrain the horizontal displacement due to wind and seismic forces. The behaviour of the foundation system due to these loads and foundation stiffness influence the design of the building super structure, displacement of the tower, as well as the raft foundation design. Therefore, the design takes in account the interactions between soil, foundation and super structure, so as to achieve a safe and efficient building performance. The site lies entirely within an area of reclamation underlain by up to 20m of soft to firm marine silty clay, which overlies residual soil and a profile of weathered rock. The nature of the foundation rock materials are highly complex and are interpreted as possible roof pendant metamorphic rocks, which within about 50m from the surface have been affected by weathering which has reduced their strength. The presence of closely spaced joints, sheared and crushed zones within the rock has resulted in deeper areas of weathering of over 80m present within the building footprint. The foundation design process described includes the initial stages of geotechnical site characterization using the results of investigation boreholes and geotechnical parameter selection, and a series of detailed two- and three-dimensional numerical analysis for the Tower foundation comprising over 172 bored piles of varying length. The effect of the overall foundation stiffness and rotation under wind and seismic load is also discussed since the foundation rotation has a direct impact on the overall displacement of the tower.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.17-30
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• 2019

본 연구는 3차원 수치해석을 통해 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담율(Load Distribution Ratio)과 근사적 해석 기법으로 보강말뚝의 축방향 강성(Axial Stiffness)을 산정하였다. 시공단계를 고려하여 말뚝기초의 LDR에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해서 1) 말뚝기초의 강성, 2) 말뚝기초의 선단지지조건, 3) 기초판 접촉효과, 4) 보강말뚝의 설치위치에 따라 해석을 수행하여 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분담율 거동을 확인하였다. 또한 5) 기존말뚝의 축방향 강성($K_{ve}$)를 사용하여 말뚝지지 전면기초의 3차원 근사적 해석기법(YSPR)으로 보강말뚝의 직경에 따른 강성($K_{vr}$)을 산정하고, 장기간 사용으로 인한 경화를 고려하여 $K_{ve}$를 3단계로 나누어 감소시켜 보강말뚝의 강성 변화의 경향을 살펴보고, 신설 말뚝의 강성 산정방법을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.41-53
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• 2024

마이크로파일은 직경 300mm이하인 소구경 현장타설말뚝을 칭하며, 기존 구조물의 보강과 신축 구조물의 지지 목적으로 주로 활용되어 왔다. 또한 파일의 활용이 증가함에 따라 마이크로파일 또는 마이크로파일-레프트의 지지특성에 대한 연구가 활발히 진행되어왔으며, 연구결과를 통해 기초에 대한 파일 보강효과가 입증되었다. 그러나 대부분 기존 연구는 마이크로파일-레프트가 파일조건에 따라 기존 파일-레프트와 다른 거동을 보일 수 있고, 기초에 대한 파일의 보강효과가 기초하부 토사층의 점착특성에 따라 좌우될 수 있음을 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 수치해석을 통해 파일조건과 기초하부 토사층의 점착특성에 따른 마이크로파일의 보강효과를 평가하기 위해 3차원 수치해석을 수행하였다. 연구결과, 비 점착특성을 가진 토사층 조건에서의 기초에 대한 마이크로파일의 보강효과가 점착력을 가진 토사층인 경우보다 좀 더 효과적이고, 최대 마이크로파일의 보강효과는 전면기초의 지지력보다 3.7배 정도 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.35-48
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• 2014

In designing a 300 meter high skyscraper expected to be the tallest building in Japan, an earthquake-ridden country, we launched on the full-scale performance based design to ensure redundancy and establish new specifications using below new techniques. The following new techniques are applied because the existing techniques/materials are not enough to meet the established design criteria for the large-scale, irregularly-shaped building, and earth-conscious material saving and construction streamlining for reconstructing a station building are also required: ${\bullet}$ High strength materials: Concrete filled steel tube ("CFT") columns made of high-strength concrete and steels; ${\bullet}$ New joint system: Combination of outer diaphragm and aluminium spray jointing; ${\bullet}$ Various dampers including corrugated steel-plate walls, rotational friction dampers, oil dampers, and inverted-pendulum adaptive tuned mass damper (ATMD): Installed as appropriate; and ${\bullet}$ Foundation system: Piled raft foundation, soil cement earth-retaining wall construction, and beer bottle shaped high-strength CFT piles.

• 국제초고층학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.167-171
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• 2014

TORANOMON HILLS is the main building of a large-scale re-development project located in the center of Tokyo. This high-rise building has a height of 247 m and 52 floors above ground, 5 floors below ground, and $62m{\times}80m$ in plan. It is used as hotel, residential facilities, offices, shops and conference facilities. The super structure is mainly a rigid steel frame with response-control devices, using concrete-filled steel tube columns. The underground section is a mixed structure composed of steel, steel-reinforced concrete and reinforced concrete framings. The piled-raft foundation type is used. The remarkable feature of this high-rise building is that the motorway runs through the basements of the building, which makes it stand just above the motorway. This condition is an important factor of the building design. The plan shape is designed to fit along the curve of the motorway. Special columns at the corners are required to avoid placing columns in the motorway. This special column is a single inclined column in the lower floors that branches into two columns in the mid-floors to suit the column location in the upper floors. The cast steel joint is used for the branching point of each special column to securely transfer the stress.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1164-1169
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• 2009

Piled raft foundation is commonly used for structure on deep soft soil deposit rather than end bearing piles to control differential settlement. However, it is still expensive for light weight structures. Wing-wall type foundation has been successfully applied to reduce average settlement for light weight structure. This study will further investigate this type of foundation using bench scale experiments on clay and sand. Numerical analysis and approach method are used to verify load settlement curve of wing-wall foundation on experimentally study. Furthermore, normalized settlement curves are applied to define prediction of settlement on wing-wall foundation. In the result settlement on wing-wall foundation can be effectively done by increasing the length of wall instead of number of walls and equation for calculating average settlement can be derived using normalized load settlement curve.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권5호
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• pp.699-706
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• 2022

Settlement control techniques are critical for the safety of shield tunnel constructions, especially for facing complex situations. In this study, the shield tunnel structure from Huaita east road station to Heping Road station in Xuzhou metro No.3 line (China) is taken as engineering background, which has various complex problems of the upper-soft and lower-hard composite stratum conditions, twin curve shield tunnels, and underpass the foundation of the piled raft. The deformation characteristics of shield tunnelling passing through buildings are explored. Subsequently, comprehensive research methods of numerical simulation and field measurement are adopted to analyzing the effectiveness of settlement control by using the top grouting technique. The results show that the settlement of the buildings has obvious spatial characteristics, and the hysteresis effect can be obviously observed in soil deformation caused by shield construction. Meanwhile, the two shield constructions can cause repeated disturbances, reducing the soil deformation's hysteresis effect. Moreover, the shield tunnel's differential settlement is too large when a single line passes through, and the shield construction of the outer curve can cause more significant disturbance in the tunnel than the inside curve. Notably, the proposed process control parameters and secondary topgrouting method can effectively control the deformation of the shield tunnel, especially for the long-term deformation.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.51-62
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• 2004

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과뿐 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었던 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을 산정하기 위한 기법을 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가기법의 타당성을 실내모형실험을 통하여 검증하였으며, 실험결과를 토대로 하여 군말뚝의 지지력 증가효과 및 압밀계수의 변화에 대하여 비교, 분석을 실시하였다.