• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.85-93
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• 2021

한반도의 70%는 산지로 구성되어 있으며, 서해와 남해의 수심은 상대적으로 얕은 편이다. 따라서, 공업단지, 주거단지, 항만 및 공항 부지를 위한 대규모 간척사업이 시행되고 있다. 매립지역의 일반적인 문제는 지반이 연약하여 지지력이 부족할 뿐만 아니라 상당한 침하가 발생된다는 것이다. 중공블록은 중·저층 아파트 또는 단층의 공장건물을 건설하기 위해 계획된 느슨한 연약기초 지반보강을 위해 사용된다. 최근 4.0~5.0의 강도를 가진 지진이 서쪽과 남동쪽 해안지역을 따라 발생하고 있다. Lee (2019)는 정적 지지력시험을 통해 얕은 기초보강 중공블록의 장점에 대하여 연구하였다. 이 연구에서 블록 내부에 쇄석으로 채움된 보강된 모래지반의 중공블록 동적거동은 진동대 1000 mm × 1000 mm 시험을 통해 연구하였다. 3가지 지진파인 Ofunato, Hachinohe, Artificial 지진파와 2가지 가속도(0.154g, 0.22g)를 진동대 시험에 적용하였다. 중공블록으로 보강된 지반 위의 구조물 수평변위는 LVDT를 사용하여 측정하였다. 중공블록에 의한 지반보강 효율을 평가하기 위하여 지반의 상대밀도를 45%, 65%, 85%로 각각 구성하였으며, 수평변위를 측정하고 한계수평변위 0.015h(건축물 내진등급기준, 2019)와 비교하였다. 중공블록으로 보강된 모래지반에 대한 진동대 시험 결과에 기반해서 벌집 모양의 중공블록은 블록내부에 쇄석 채움으로서 큰 구속력을 가지며, 중공블록의 내부 및 외부를 따라 발생하는 관입저항력으로 인한 큰 주면마찰력을 갖는 것으로 평가되었다. 이러한 모든 요소들은 진동대 시험 중에 수평변위를 상당이 줄이는 것으로 나타났다. 마지막으로, 중공블록 보강 지반은 지진파와 가속도에 상관없이 중·저층 건물의 얕은기초 보강공법으로 매우 우수함이 입증되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.589-597
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• 2018

Centrifuge model tests were used to simulate pile-raft composite foundation and pile-geogrid composite foundation with different pile spacing for researching the time effect of negative skin friction of rigid piles in high-speed railways. The research results show that the negative skin friction has a significant impact on the bearing capacity of composite foundation. Pile-raft composite foundation has higher bearing capacity compared to pile-geogrid composite foundation to reduce the effect of negative skin friction on piles. Both the foundation settlement and negative skin friction have significant time effect. The distribution of skin friction can be simplified as a triangle along the pile. The neutral point position moves deeper in the postconstruction stage at larger pile spacing. For pile-geogrid composite foundation, the setting of pile-cap affects the position of neutral point in the post-construction stage. Reinforced cushion with geotextile may promote the better performance of cushion for transmitting the loads to piles and surrounding soils. Arching effect in the cushion of the composite foundation is a progressive process. The compression of the rigid piles contributes less than 20% to 25% of the total settlement while the penetration of the piles and the compression of the bearing stratum below the pile tips contribute more than 70% of the total settlement. Some effective measures to reduce the settlement of soils need to be taken into consideration to improve the bearing capacity of pile foundation.

• 토지주택연구
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• 제12권3호
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• pp.97-108
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• 2021

교대구조물에서는 교대 배면의 성토체 축조로 인한 수평방향응력의 증가로 인한 측방유동문제 및 구조물에 작용하는 온도하중 등의 영향으로 인해 접속슬래브, 거더, 베어링등의 파손이 빈번히 발생되고 있는 실정이다. 이에 대한 대책공법으로 보강토 일체형 교대(GRS (Geosynthetic-Reinforced Soil) integral bridge)가 제안되었다. 보강토 일체형 교대는 GRS 보강토 옹벽과 일체형 교대의 구조형식을 혼합한 형태의 구조물이다. 본 연구에서는 기존 PSC 거더교, 기존 보강토 일체형 교대 및 브라켓형 보강토 일체형 교대(새롭게 개발된 LH형 GRS 보강토 교대)의 시공순서와 지진하중조건을 고려하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과 브라켓형 보강토 일체형 교대가 다른 구조물에 비해 응력집중과 교대·뒷채움간 부등침하 영향에 의한 기초지반의 변형에 대해 가장 유리한 것으로 파악되었다. 더 나아가 GRS 보강토 일체형 교대(브라켓형 포함) 구조물은 내진안정성에서도 가장 안정한 것으로 파악되었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권1호
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• pp.141-163
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• 2016

Fiber models have been developed and applied to various structural elements such as shear walls, beams and columns. Only scarcely have fiber models been applied to circular foundation systems such as cast in drilled holes shafts (CIDH). In pile foundations with constraint head boundary conditions, shear deformations can easily contribute to the lateral pile response. However, soil structure interaction formulations such as the p-y method, commonly used for lateral pile design, do not include structural shear deformations in its traditional derivation method. A fiber model that couples shear and axial-bending behavior, originally developed for wall elements was modified and validated on circular cross sections (columns) before being applied to a 0.61 m diameter reinforced concrete (RC) pile with fixed head boundary conditions. The analytical response was compared to measured test results of a fixed head test pile to investigate the possible impact of pile shear deformations on the displacement, shear, and moment profiles of the pile. Results showed that shear displacements and forces are not negligible and suggest that nonlinear shear deformations for RC piles should be considered for fixed-head or similar conditions. Appropriate sensor layout is recommended to capture shear deformation when deriving p-y curves from field measurements.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권6호
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• pp.909-935
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• 2014

The seismic characteristics of two semi-gravity reinforced concrete cantilever retaining walls are examined via an experimental program using an outdoor shake table (one with and the other without concrete masonry sound wall on top). Both walls are backfilled with compacted soil and supported on flexible foundation in a steel soil container. The primary damages during both tests are associated with significant lateral displacements of the wall caused by lateral earth pressure; however, no collapse occurs during the tests. The pressure distribution behind the walls has a nonlinear trend and conventional methods such as Mononobe-Okabe are insufficient for accurate pressure estimation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권3호
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• pp.315-324
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• 2016

Frictional forces between soil and structural elements are of vital importance for the foundation engineering. Although numerous studies were performed about the soil-structure interaction in recent years, the approximate relations proposed in the first half of the 20th century are still used to determine the frictional forces. Throughout history, wood was often used as friction piles. Steel has started to be used in the last century. Today, alternatively these materials, FRP (fiber-reinforced polymer) piles are used extensively due to they can serve for long years under harsh environmental conditions. In this study, various ratios of low plasticity clays (CL) were added to the sand soil and compacted to standard Proctor density. Thus, soils with various internal friction angles (${\phi}$) were obtained. The skin friction angles (${\delta}$) of these soils with FRP, which is a composite material, steel (st37) and wood (pine) were determined by performing interface shear tests (IST). Based on the data obtained from the test results, a chart was proposed, which engineers can use in pile design. By means of this chart, the skin friction angles of the soils, of which only the internal friction angles are known, with FRP, steel and wood materials can be determined easily.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제4권3호
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• pp.227-242
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• 1996

An important class of problems in the field of geotechnical engineering may be analyzed with the aid of a simple integro-differential equation. Behavior of "rigid" piles(say concrete piles), "deformable" piles(say gravel piles), pile groups, pile-raft foundations, heavily reinforced earth, flow within circular silos and down drag on cylindrical structures (for example the crusher unit of a mineral processing complex) are the type of situations that can be handled by this type of equation. The equation under consideration has the form; $$\frac{{\partial}w(r,\;z)}{{\partial}z}+f(z){\int}^z_0g({\xi})(\frac{{\partial}^2w(r,\;{\xi})}{{\partial}r^2}+\frac{1}{r}\frac{{\partial}w(r,\;{\xi})}{{\partial}r})d{\xi}+h(r,\;z)=0$$ where w(r, z) is the vertical displacement of a soil particle expressed as a function of the polar cylindrical space coordinates (r, z) and the symbols f, g and h represent soil properties and the loading conditions. The merit of the analysis is its simplicity (both in concept and in application) and the ease with which it can be expressed in a computer code. In the present paper the analysis is applied to investigate the behavior of a single rigid pile to bedrock. The emphasis, however, is placed on developing the equation, the numerical techique used in its evaluation and validation of the technique, hereafter called the ID technique, against a formal program, CRISP, which uses the FEM.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.47-56
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• 2005

최근 경제성, 시공성 및 수려한 외관 등의 장점을 가진 토목섬유 보강토옹벽이 점차 기존의 콘크리트옹벽을 대체해가고 있다. 또한 국토의 효율적 활용을 위해 10m이상 높이의 보강토옹벽 시공이 점차 증가하고 있다. 그러나 보강토옹벽에 대한 설계 및 시공 상의 부주의에 기인한 전면벽체의 변위 및 파손, 보강토옹벽의 붕괴 등과 같은 실폐사례들이 종종 발생하고 있다. 이러한 붕괴사례 중, 전면활동파괴가 발생된 현장사례에 대하여, 일련의 현장지반조사와 계측결과 분석을 통해 붕괴원인을 규명하고, 적절한 대책안을 제시하기 위한 연구를 수행하였다. 연구결과 본 현장 보강토옹벽의 전면 활동파괴는 강우의 침투로 인해 보강토옹벽 하부 기초지반의 지지력이 감소되어 발생한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.71-80
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• 2001

쇄석말뚝-매트로 구성된 기초시스템은 지지력이 여러 인자에 의해 영향을 받게 되어 기초지반과 말뚝체의 상호작용을 정량적으로 평가하기에 어려움이 있다. 복합지반의 지지력은 말뚝-흙 경계면의 측방응력에 의해 발생되므로 쇄석말뚝의 거동을 규명하기 위해서는 경계면에서 발생하는 수평저항력에 영향을 미치는 인자들에 대한 평가가 필요하다. 또한, 말뚝간격과 근입비, 파괴각 등 기하학적 요인들도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 논문에서는 쇄석말뚝-매트로 구성된 기초시스템의 선단지지 단일말뚝과 군말뚝에 대한 실내모형실험을 통하여 쇄석말뚝의 한계깊이를 측정하고 파괴각에 영향을 미치는 인자들을 평가하였다. 또한, 실내실험결과를 이론식과 비교하였으며 유한요소해석을 통해 파괴거동을 평가하여 실내모형실험의 타당성을 검증하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1519-1524
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• 2009

Construction of high-speed concrete track embankments over soft ground needs many of the ground improvement techniques. Drains, surcharge loading, and geosynthetic reinforcement, have all been used to solve the settlement and embankment stability issues associated with construction on soft soils. However, when time constraints are critical to the success of the project, another measures should be considered. Especially, since the design criteria of residual settlement is limited as 30mm for concrete track embankment, it is very difficult to satisfy this allowable settlement by using the former construction method. Pile net method consist of vertical columns that are designed to transfer the load of the embankment through the soft compressible soil layer to a firm foundation and one or more layers of geosynthetic reinforcement placed between the top of the columns and the bottom of the embankment. In this paper, three cases with different embankment height and number of geosynthetic reinforcement, were studied through FEM analysis for efficient use of pile net method.