• 한국지반공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.31-38
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• 2017

본 연구에서는 매입말뚝의 지지력과 침하에 큰 영향을 미치는 시멘트풀과 지반 사이의 주면 인터페이스 및 영향인자에 따른 거동을 분석하였다. 시멘트풀과 지반 사이의 인터페이스를 고려하기 위한 User-defined 모델을 적용하였고, 현장 시험 결과와의 검증을 바탕으로 매입말뚝 거동을 고려한 새로운 t-z 곡선을 제안하였다. 또한, 매입말뚝의 거동에 영향을 주는 인자 중 시멘트풀의 유무 그리고 시멘트풀-지반 사이의 인터페이스 모델에 대한 분석을 수행하였다. 해석결과, 시멘트풀이 있는 경우 주면마찰력이 급격히 증가하는 것이 확인되었고, 침하량은 감소하는 것으로 확인되었고, 본 연구에서 제안한 t-z 곡선이 매입말뚝 거동을 더 정확히 예측할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.5-15
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• 2017

주면마찰력은 매입말뚝에서 가장 큰 영향 요소이다. 특히 시멘트풀과 지반 사이의 인터페이스 거동에 있어 가장 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 시멘트 풀 영향을 고려하여 단독말뚝에 대한 현장축소모형말뚝 재하시험을 수행하였다. 시험말뚝은 상사비를 고려하여 길이 1.3m 지름 0.067m로 선정하였으며, 굴착공경은 150, 125, 90, 86, 74mm, 시멘트풀 물/시멘트비는 90, 70, 60%로 급속재하시험을 수행하였다. 분석 결과 굴착공경이 증가할수록 지지력 증가를 확인하였다. 또한, 물/시멘트비가 부배합일수록 지지력이 증가하는 것을 확인하였다. 상사비를 고려한 축소모형시험결과, 굴착 공경은 말뚝지름(0.508mm 기준)보다 대략 0.1~0.4D(50~200mm) 크게 시공하는 것이 적합하다. 그리고 시멘트풀 물/시멘트비는 본 연구 결과와 품질관리 등을 고려하였을 때, 70% 정도가 적절하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.5-20
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• 2021

본 연구에서는 풍화암에 근입된 강관 매입말뚝의 지지력 공식 제안을 위하여 정재하시험 20본과 확인지반조사를 수행하였다. 기존 공식의 표준관입저항치를 50으로 제한하는 문제를 극복하기 위해 지반 현장 상태를 고려할 수 있도록 확장된 표준관입저항치를 기반으로 새로운 지지력 공식을 제안하였다. 재하시험 데이터는 통계적 처리를 수행하였다. 이때, 통계적 처리를 수행하여 얻어진 지지력과 기존공식을 이용한 지지력을 비교한 결과 기존공식이 지지력을 보수적으로 평가하고 있는 것으로 나타났다. 제안된 공식은 기존공식에 비해 지지력은 선단 15%, 주면 20% 더 높게 (q_t=230P_driven(kN/m²), f_max=3.0N_s^E(kN/m²)) 평가되는 것으로 확인되었다. 제안식은 여타 현장에 대해 재하시험 결과와 검증을 수행하였으며, 검증 과정에서 제안된 공식이 기존 공식보다 정확히 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.43-58
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• 2018

본 연구에서는 매입말뚝 주면부의 하중전이 거동을 확인하기 위하여 14본의 강관매입말뚝에 대한 정재하시험을 수행하였다. 정재하시험을 통하여 하중-침하 곡선 및 축하중 분포를 계측하였으며, 그 결과 말뚝-지반 사이에서 발생되는 주면마찰력을 정량화 하였다. 이를 토대로 강관매입말뚝의 일반적인 하중전이곡선 형태를 도출하였다. 본 연구 결과, 말뚝의 주면하중전이 거동은 연성과 취성파괴 두 가지 형태로 나타났다. 그 결과, 강관매입말뚝의 t-z 곡선을 쌍곡선(일수현상이 없는 경우)과 톱니 형태(일수현상이 있는 경우 또는 표준관입저항치, $N{\geq}50$인 풍화암 이상)로 각각 제안하였다. 그때의 최대주면마찰력은 쌍곡선의 경우 지반의 N치 또는 암반의 일축압축강도, 톱니 형태의 경우 주입된 시멘트풀에 의해 형성된 쏘일-시멘트층의 일축압축강도의 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.5-17
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• 2018

본 연구에서는 풍화암에 근입된 강관 매입말뚝의 안전율 제안을 위하여 정재하시험과 동재하시험을 수행하였다. 현장재하시험은 직경이 0.508, 0.457m 인 시험말뚝을 제작하여 정재하시험(14회)과 동재하시험(EOID 14회, Restrike 14회)을 실시하였다. 이때, 재하시험은 시험말뚝 시공완료 후 (1)초기동재하시험(EOID)을 수행하였으며, (2)시공완료 28일 후 정재하시험을 시행하였으며, (3)정재하시험 완료 후 15일 후에 재항타동재하시험(Restrike)을 실시하였다. 본 연구 결과 Davisson 판정법의 동재하시험을 이용한 지지력 산정 결과 정재하시험 대비 재항타동재하시험은 약 15% 낮게 나타났다. 정재하시험과 동재하시험의 지지력 분석을 통하여 안전율을 비교하였고, 최종적으로 동재하시험 안전율을 기존 2.0에서 1.75로 수정 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.5-16
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• 2018

본 연구에서는 현장에서 실규모로 시공된 8본의 강관매입말뚝의 공학적 거동을 정재하시험, 동재하시험(EOID 및 restrike 시험) 및 Class-A 및 C1 type의 수치해석을 수행하여 상세히 고찰하였다. 이를 통해 말뚝의 하중-침하, 설계지지력 및 전단응력 전이 특성 등을 분석하였다. 정재하시험을 통해 평가된 설계지지력에 비해 동재하시험 및 수치해석은 이를 매우 상이하게 평가하는 것으로 분석되었으며, 이 가운데 restrike 시험이 전반적으로 최상의 결과를 도출하였고, 수치해석 결과의 신뢰성은 동재하시험에 비해 낮은 것으로 분석되었다. 각 시험에서 산정된 설계지지력을 정재하시험의 결과와 비교할 때 EOID는 정재하시험값의 20.0%-181.0%(평균: 69.3%)의 범위를 보였고, restrike 시험의 경우 48.2%-181.1%(평균: 92.1%)의 범위를 보였다. 또한 Class-A type에서는 37.1-210.5%(평균: 121.2%)로 가장 큰 분산을 보였다. EOID 시험에서는 선단지지력이 말뚝의 전체지지력의 대부분을 차지하는데 비해, restrike 시험에서는 주면마찰력 및 선단지지력이 비슷한 정도로 발현되었다. 이때 restrike 시험에서 측정된 선단지지력은 EOID 시험에서 측정된 크기보다 작은 것으로 분석되었다. 즉 restrike 시험에서 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 나타났다. 말뚝의 축력분포로부터 측정된 전단응력은 말뚝의 심도가 깊어질수록 증가하는 양상을 보였으며, 수치해석 결과는 정재하시험과는 상당한 정도의 차이를 보였다. 말뚝선단 인근에 슬라임이 존재하는 경우 말뚝의 거동에 매우 큰 영향을 주는 것으로 분석되었는데, 슬라임의 탄성계수가 작을수록 그리고 슬라임의 두께가 두꺼울수록 말뚝의 침하량이 큰 폭으로 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.37-47
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• 2017

본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권4호
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• pp.407-420
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• 2022

Embedded piles, which are typically used in Korea, are precast piles inserted into prebored ground with cement paste. Dynamic pile tests tend to underestimate the bearing capacity of embedded piles because of the undeveloped shaft resistance prior to the curing of the cement paste and the insufficient energy transferred after the curing. In this study, a resistance combination method using the base resistance before the cement paste is cured and the shaft resistance after the cement paste is cured is proposed to obtain a combined load-settlement curve from dynamic pile tests. Two pairs of embedded piles with diameters of 600 and 500 mm are installed. Each pair comprises one pile for the dynamic pile test and another pile for the static load test. The shape of the load-settlement curve obtained using the proposed method is similar to that obtained from the static load test. Thus, the resistances evaluated using the proposed method at selected settlements are similar to those obtained from the static load test. This study shows that the resistance combination method may be used effectively in dynamic pile tests to accurately evaluate the bearing capacity of embedded piles.