• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.71-77
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• 2019

지지력이 큰 하부지반에 구조물의 하중을 전달하기 위한 방안으로 말뚝기초가 대부분 적용되고 있다. 이 연구에서는 접합부에 보강되는 철근량에 따라 반복하중 하에서 프리캐스트공법과 철근 및 속채움 콘크리트로 말뚝머리부를 보강한 철근콘크리트 말뚝(HPC)과 기초 접합부 거동을 실험을 통해 평가하였다. 철근량에 변화에 따라 제작된 두 종류의 접합부 실험체의 균열패턴과 파괴거동은 유사한 수준으로 평가되었다. 철근량 1.77배 증가에 기인하여 BS-H25 실험체는 BS-H19 실험체에 비해 최고하중은 약 1.47배 증가하였지만 연성비는 정가력시 76%, 부가력시 70% 수준을 나타내었다. 강성감소는 접합부 철근 항복 이후 BS-H19 실험체와 BS-H25 실험체는 정가력시 초기강성의 약 66% ~ 71% 수준으로 부가력시 54% ~ 57% 수준으로 감소되었고 BS-H25 실험체가 평균 13% 높은 강성값을 나타내었다. 극한하중 상태에서의 BS-H19와 BS-H25 실험체의 누적 에너지 소산량은 사용하중 상태에 비해 약 5.5배 및 6.6배 큰 값으로 측정되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권7호
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• pp.23-33
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• 2015

본 연구는 차수가 요구되는 현장에 Sheet Pile을 적용하려고 하나 풍화암 등의 지반조건으로 인해 항타관입성의 제한이 있을 때 H-Pile로 보강된 Sheet Pile 흙막이 벽체를 적용하기 위한 수치해석 연구이다. Sheet Pile을 H-Pile로 보강한 S/H 복합파일의 거동을 규명하기 위하여 Sheet Pile의 규격 2종류와 H-Pile 3종류의 부재조건 변화, Sheet Pile과 H-Pile의 설치 근입심도 변화, H-Pile의 설치간격, 굴착조건 등을 변화시킨 101개의 경우에 대해 광범위한 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과, Sheet Pile SP-IIIA와 H-Pile H250, Sheet Pile SP-IV와 H-Pile H350의 조합에서 두 부재가 동시에 허용응력에 도달하거나 같은 응력비를 갖는 것으로 나타나 이 기성제품 조합이 효율적임을 알 수 있었으며, S/H 복합파일의 강성이 증가할수록 벽체의 수평변위가 감소하였고 S/H 복합파일 중 Sheet Pile의 근입심도가 안정성에 미치는 영향은 작은 것으로 나타나 Sheet Pile은 지지층 내 관입이 가능한 위치까지만 설치하여도 차수 및 벽체강성 증가의 목적을 달성할 수 있을 것으로 분석되었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제4권1호
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• pp.9-15
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• 2010

Silica fume is a common addition to high performance concrete mix designs. The use of silica fume in concrete leads to increased water demand. For this reason, Florida Department of Transportation (FDOT) allows only a 72-hour continuous moist cure process for concrete containing silica fume. Accelerated curing has been shown to be effective in producing high-performance characteristics at early ages in silica-fume concrete. However, the heat greatly increases the moisture loss from exposed surfaces, which may cause shrinkage problems. An experimental study was undertaken to determine the feasibility of steam curing of FDOT concrete with silica fume in order to reduce precast turnaround time. Various steam curing durations were utilized with full-scale precast prestressed pile specimens. The concrete compressive strength and shrinkage were determined for various durations of steam curing. Results indicate that steam cured silica fume concrete met all FDOT requirements for the 12, 18 and 24 hours of curing periods. No shrinkage cracking was observed in any samples up to one year age. It was recommended that FDOT allow the 12 hour steam curing for concrete with silica fume.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.17-24
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• 2018

순환 유동층 보일러의 연소재를 고로슬래그의 알칼리 활성화 반응 자극제로 활용하여 개발한 새로운 매입말뚝의 주면고정액(ZA-Soil)을 시멘트밀크 공법의 주면고정액으로 사용한 말뚝에 대하여 정재하시험 및 동재하시험을 실시하여 보통 포틀랜드시멘트(OPC)와 비교하여 성능을 평가하였다. 정재하시험을 수행한 결과 말뚝의 허용하중은 1,350kN로 보통 포틀랜드시멘트를 매입말뚝의 주면고정액으로 사용한 결과와 동일하였고, 전 침하량은 6.97mm, 순 침하량은 1.48mm로 보통 포틀랜트시멘트의 전 침하량 7.825mm, 순 침하량 2.005mm와 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 동재하시험 및 CAPWAP분석을 실시한 결과, 새로운 매입말뚝의 주면고정액(ZA-Soil)의 주면 마찰력은 375.0kN, 선단 지지력은 3,045.9kN, 허용지지력은 1,368.36kN으로 나타났고, 포틀랜드시멘트를 매입말뚝의 주면고정액으로 사용한 결과와 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.247-254
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• 2003

최근에 건설공사에서 발생하는 환경문제에 대한 관심이 고조되는 가운데 저소음, 저진동 공법인 매입말뚝공법이 건설현장에 많이 적용되고 있다. 이러한 건설여건의 변화에 부흥하여 국내에서는 지반을 굴착하고 시멘트 페이스트를 주입한 후 기성말뚝을 삽입하는 SIP공법(Soil-Cement Injected Precast Pile)의 적용이 늘고 있으나, 현재 국내 지반조건에 맞는 고유의 관계식이 없는 실정이다. 이와 같은 문제해결에 기여하기 위해, 본 연구에서는 SIP말뚝 주면과 지반사이의 저항력을 직접전단시험으로 측정하여 그 경향을 분석하였다. 직접전단시험 결과 SIP말뚝의 주면 저항력 성분이 수직하중에 가장 크게 영향을 받는다는 것을 밝혀내고 국내 주요 토질인 SM, SC 토질에서 이를 인자로 한 최대주면저항력 산정식을 제안하였다. 또한 말뚝 표면과 주면 지반과의 전단저항 거동 특성을 수치적으로 정확히 묘사하기 위해 Duncan(1971)의 쌍곡선 모델식과 새로운 비선형 수치모델식에 따른 계수산정식을 제안하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.201-207
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• 2010

In this study, the SIP (Soil-cement Injected precast Pile) method among the Low-vibration & Low-noise pile driving methods was decided into study compensation. Ground vibrations by the SIP methods step by step divide and were analyzed. Quantitative response values and ground vibration equations with reliability were presented from findings of this study. Also, vibration responses that are occurred by the SIP method of construction were compared as quantitative with vibration responses by general method of construction that are presented in existent study. Ground vibration values by the SIP method correspond to level of 17 ~ 57% of values that are assumed by the Attewell & Famer's equation, respectively, and these result compares in reliability 50% and separated distance 10 ~ 50 m. Also, those values were analyzed that correspond to level of 14 ~ 96% of ground vibration values by the Prof. Park's equation, respectively. Construction limit extents, separation distances from vibration occurs position, were presented that can satisfy domestic criteria for vibration control for the SIP methods. Those presented in this paper were divided newly according to reliability.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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• pp.253-258
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• 2000

Recently, the area of design optimization, especially structural optimization, has been and to be a continuous active area of research. And the design optimizations of port facilities have been achieved by many other civil engineers. But the design optimization of port facilities were limited to the design optimization of the breasting dolphin. This paper invested the design optimization of mooring pier and the foundations of mooring pier was suggested considering the convenience of repair and reinforcement work. The mooring pier devised with prestressed precast concrete panel and rigid frame welded wide flange beam to steel pipe pile. To accomplish the design optimization of mooring pier, the Augmented Lagrangian Multiplier Method(ALM) of ADS(Garret N. Vanderplaats) optimization routine, BFGS method as optimizer and Golden Section Method as one dimensional search were utilized. As a result, thirty percent of material cost for construction was reduced by design optimization. The tensile stress of concrete panel and bottom flage was critical constraints under service load. So, using high strength concrete and steel will be economical. And lots of initial values must be invested to accomplish the design optimization in design procedures.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.319-327
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• 2002

본 연구에서는 국내 최근 SIP(Soil-Cement Injected Precast Pile) 공법의 문제점과 그 개선책에 대하여 현장재하시험 결과로부터 하중-침하량곡선과 지지력 특성을 이용하여 고찰하였다. 재하시험결과 전체침하량에 대한 탄성 및 소성침하량은 일정한 경향성을 갖으며, 이러한 경향성과 재하시험으로부터 결정한 지지력을 이용한 경험적인 차트가 SIP 설계에서 이용될 수 있다. 지지층의 지질조건이 화강암류를 갖는 국내 지역에서 N값을 이용한 SIP 설계는 매우 보수적인 결과를 보이고 있다. 반면 지지층의 지질학적 조건이 불리한 경우 불안정한 결과를 보일 수 있다. 또한, 말뚝선단에서 N값을 수정한 Meyerhof의 지지력식이 N값이 50으로 한정되고 선단지지력을 20NA$_p$으로 간주한 최근의 설계보다 적절하다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 수정된 설계법이 말뚝의 지지력을 말뚝재료의 허용하중까지 이용하기 때문에 과거보다 경제적임을 시사한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.880-894
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• 2010

고속철도교의 기초로 많이 사용되고 있는 매입말뚝에서 천공으로 이완된 지반과 말뚝 사이의 충전재로서 기존 포틀랜드 시멘트계는 쏘일시멘트 강도가 낮고 시멘트 용출로 인한 지하수 오염, 희석 및 일수현상으로 인한 지표부 지반의 이완, 수평 저항성의 감소 및 내구성의 저하, 하중분담효과의 저하 등 안정성 확보 문제와 환경오염 문제를 내포하고 있었다. 특히, 고속철도교의 경우 열차진동, 급정거시 충격수평력 작용, 지진 등 일반 구조물 기초와는 달리 다양한 측면에서 안정성 확보가 필요하며, 기초 시공 분야도 저탄소 녹색성장이라는 친환경 기조의 시대적 요구사항을 고려해야 하는 실정이다. 더불어 경제성 및 공기 단축 등 시공성 확보까지 가능한 새로운 미래형 친환경 기초공법의 개발이 필수적이다. 따라서 기존 공법의 내구성 및 내진성, 내수평성을 개선하고, 환경오염을 최소화 할 수 있도록 새로운 충전재료의 개발과, 시공방법의 개선을 통해 구조적 안전성과 환경적 저해요소를 최소화하기 위한 다양한 시험 및 기초연구를 실시하였다, 이를 위해 수중불분리성과 고유동성, 고점성, 고침투성, 조강성 등을 동시에 가지는 신개념의 고성능 다기능의 충전재를 활용하여 기존의 시멘트계 충전재와의 적용성 비교시험을 실시하였다. 그 결과 기존 매입말뚝 공법 및 마이크로 파일 기초에 적용하였을 경우 연직지지력, 수평저항력 등 많은 측면에서 뛰어난 적용성을 보이고 있어 향후 다양한 추가 연구를 통해 새로운 친환경 기초로의 개발도 기대할 수 있을 것으로 판단된다.