• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.175-182
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• 1998

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.35-45
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• 2016

해양구조물을 지지하기 위해 사용되는 버킷기초를 설계하는데 있어 수직지지력을 정확하게 예측하는 것은 중요하다. 사질토 또는 점성토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력에 대한 실험적, 이론적 연구가 많이 수행되었지만, 실제와 같은 다층지반에서의 산정방법은 명확하게 제시되지 않았다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 점성토 지반 위의 사질토 층에 설치된 버킷기초의 수직지지력을 산정하였다. 사질토의 마찰각, 점성토의 비배수전단강도, 사질토 층 두께, 기초의 장경비가 다양한 조건에 대하여 매개변수 해석을 수행하였으며, 이들의 영향에 따른 지반의 파괴 메커니즘 차이를 분석하였다. 최종적으로 수치해석을 수행하여 얻어진 극한지지력의 결과를 바탕으로 버킷기초 설계에 사용할 수 있는 지지력 산정 차트를 제시하였다. 또한 설계차트에 직접 제시되어 있지 않은 조건에 대해서는 차트에 제시된 값에 선형보간법을 적용하여 버킷기초의 선단지지력을 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.13-20
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• 2021

A suite of 3D large deformation finite element (FE) analyses was performed to investigate the load transfer mechanism and penetration resistance of spudcan foundations in heterogeneous soil profile consisting of sand and clay. The Elasto-Plastic models following Mohr-Coulomb and Tresca failure criteria were adopted for sand and clay, respectively. The accuracy of the numerical model was validated against centrifuge test measurements. The dense sand behavior with dilation is modeled using the non-associated flow rule. An investigation study consisting of key parameters, which includes variation in soil stratigraphy (sand-clay, sand-clay-sand), strength parameters of sand and clay (��' and su) and normalized height ratio of the sand layer (Hs/D) was conducted to assess the penetration behavior of spudcan. Based on calculated outputs, it was demonstrated that these parameters have a significant influence on the penetration resistance of spudcan. The calculated penetration resistance profiles are compared with the published (sand overlying clay) analytical model. It is confirmed that for the case of two-layer soil, the available theoretical model provides an accurate estimate of peak penetration resistance (qpeak). In the case of three-layer soil, the presence of a third stiff layer affects the penetration resistance profile due to the squeezing of the soil.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권3호
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• pp.287-311
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• 2015

The ultimate bearing capacity and failure mechanism of square footings resting on a sand layer over clay soil have been investigated numerically by performing a series of three-dimensional non-linear finite element analyses. The parameters investigated are the thickness of upper sand layer, strength of sand, undrained shear strength of lower clay and surcharge effect. The results obtained from finite element analyses were compared with those from previous design methods based on limit equilibrium approach. The results proved that the parameters investigated had considerable effect on the ultimate bearing capacity and failure mechanism occurring. It was also shown that the thickness of upper sand layer, the undrained shear strength of lower clay and the strength of sand are the most important parameters affecting the type of failure will occur. The value of the ultimate bearing capacity could be significantly different depending on the limit equilibrium method used.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.29-41
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• 1999

본 논문에서는 연약한 점토층과 모래지반으로 이루어진 2층지반의 지지력을 구하기 위하여 비교적 간단한 강도정수평균법을 적용하였다. 강도정수평균법의 오차를 줄이기 위해, 강도정수평균을 취할 한계깊이를 정의하는 식을 유도하고, 수치해석(FLAC)을 이용하여 보정하였다. 그리고 그 결과를 무차원차트로 나타내었다. 본 논문에서 제안된 무차원차트를 이용하여 구한 2층지반의 지지력과 Satyanarayana ＆ Grag, Sreenivasulu, Meyerhof & Hnna 등이 제안한 기존의 연구결과와 비교 및 검토를 수행하였다, 강도정수평균법은 하부지반을 대표할 수 있는 물성을 구하고, 기초하부를 단층지반으로 가정한 후 기존의 지지력계수를 사용하게 된다. 본 논문에서 기존의 제안된 지지력계수 중에서 Vesic이 제안한 지지력계수를 사용하는 것이 수치해석에 근접하였고, 강도정수평균을 취할 한계깊이를 기초폭의 약 2배로 가정한 Satyanarayana & Grag의 방법과 기초 파괴시 형성되는 강체쐐기의 크기$[0.5B\; tan(45+\phi_1/2)]$로 가정한 Sreenivasulu방법은 과다한 지지력이 산정되는 결과를 보였다. 그리고 기초연단에서 수직면을 따라 수동파괴 상태가 형성되는 것으로 가정한 Heyerhof & Hanna의 결과와 본 연구에서 제안한 방법은 비교적 잘 일치하였다. 따라서, 제안된 무차원차트를 이용하여 연약한 점토층 위에 놓인 모래지반의 지지력을 근사적으로 예측할 수 있다는 결론을 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.85-96
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• 2004

본 연구는 점토층위의 모래지반에 위치하는 표면기초의 극한지지력에 대해 이론적으로 조사하였다. 실용적인 적용을 위하여 표면기초의 지지력에 관한 연구들에 대한 검토와 논의가 제시되며, 한계해석(Limit Analysis)의 운동학적 접근방법을 이용하여 정해의 극한 지지력이 계산되었다. 운동학적 해는 상한값이며 해의 정확성은 파괴메카니즘의 형상에 달려 있다. 이러한 방법은 설계도표를 만드는데 편리할 뿐만 아니라 물성치의 영향을 추정할 수 있다. 본 연구에서는 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 탄소성 이론에 근거하여 극한지지력을 계산하였다. 운동학적 방범으로 계산된 결과와 유한요소 해석, 한계평형론에 근거한 몇몇 알려진 식들(Yamaguchi, Meyerhof와 Okamura 등)에 의한 결과를 비교하였다. 아울러, 운동학적 방법에 의한 제안식과 유한요소해석 결과와 한계평형해석 결과의 유효성에 대하여 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.198-208
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• 2011

연약 점성지반 위에 상대적으로 낮은 하중의 구조물이 얹어질 때, 상부에 모래층을 두어 지지력을 증진시킬 수 있다. 이와같은 점토 위 모래층이 놓이는 조건에 대한 지지력 검증은 현장에서 평판재하시험 등을 통해 지지력 검증이 어렵기 때문에 설계단계에서부터 정확한 지지력 예측이 필요하다. 따라서, 본 연구는 점토 위 모래층이 놓이는 지반의 지지력 거동을 파악하기 위해 2차원 실내토조실험과 FEM 해석을 수행하였다. 주요 인자로 깊이비 H/B와 지지력비 $q_c/q_s$를 선정하여, 모래층 높이, 점토의 비배수전단강도 그리고 재하 폭을 변수로 하였다. 그 결과, 실내토조실험은 FEM 해석과 적합성이 상당히 높게 나타났다. 이론식과의 비교에 있어서 보다 최신 연구인 Okamura et al.(1998)의 메커니즘보다 관입전단 메커니즘과 그 유사성이 크게 나타났으며, 하중확산 메커니즘의 적용성을 위하여 등가하중확산각을 제시하였다. 또한, $q_c/q_s$에 대하여 무차원 단위의 한계깊이비 $H_f$의 선형 회귀식을 제안하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권3호
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• pp.263-281
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• 2013

Geotextiles and geogrids have been in use for several decades in variety of geo-structure applications including foundation of embankments, retaining walls, pavements. Geocells is one such variant in geosynthetic reinforcement of recent years, which provides a three dimensional confinement to the infill material. Although extensive research has been carried on geocell reinforced sand, clay and layered soil subgrades, limited research has been reported on the aggregates/ballast reinforced with geocells. This paper presents the behavior of a railway sleeper subjected to monotonic loading on geocell reinforced aggregates, of size ranging from 20 to 75 mm, overlying soft clay subgrades. Series of tests were conducted in a steel test tank of dimensions $700mm{\times}300mm{\times}700mm$. In addition to the laboratory model tests, numerical simulations were performed using a finite difference code to predict the behavior of geocell reinforced ballast. The results from numerical simulations were compared with the experimental data. The numerical and experimental results manifested the importance that the geocell reinforcement has a significant effect on the ballast behaviour. The results depicted that the stiffness of underlying soft clay subgrade has a significant influence on the behavior of the geocell-aggregate composite material in redistributing the loading system.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.3-25
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• 2010

The paper deals with two bearing capacity problems of shallow footing under combined loading. The first is a FEM study of shallow strip footing on two-layer clay deposits subjected to a vertical, horizontal and moment combined loading, while the second is a centrifuge study of shallow rectangular footing on dry sand under double eccentricity. The FEM results revealed that the existence of top soft layer sensitively affects more on horizontal and moment capacity than vertical capacity for cases of footing on soft clay overlying stiff clay. Practical design charts are presented to evaluate bearing capacities of footing for various combinations of the ratio of the depth of the upper layer to the footing width and the ratio of undrained strength of the upper layer to that of the lower. The centrifuge tests indicated that current design practice of calculating failure load of rectangular surface footing under double eccentricity underestimates the centrifuge loading test data. This trend is more marked when the eccentricity becomes larger. The decreasing trend in failure load with an increase of double eccentricity is rather uniquely expressed by a single curve, using a newly defined resultant eccentricity and the diagonal length of the footing base.

• 한국해양공학회지
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• 제29권2호
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• pp.175-185
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• 2015

Jack-up type WTIV(Wind Turbine Installation Vessel) is used to avoid the effects of waves when installing wind turbines in the Southwest Sea of South Korea. During the preloading procedure, unexpected penetration may cause some risks such as excessive penetration or punch-through failure. To ensure the safety of the WTIV during preloading, the bearing capacities should be evaluated based on the soil data at each borehole. Eight boreholes (OW-1 to -8) have been drilled in the Southwest Sea of South Korea. The bearing capacities of a spudcan designed to be used in this district are calculated using both a conventional analysis and finite element analysis with the soil properties of OW-1 to -8. A finite element analysis is carried out for OW-1, -3, and -4 to gain an in-depth understanding of the soil behavior during the penetration. OW-1, -3, and -4 are representative boreholes for a strong layer overlying a soft layer, a general soft layer, and a soft layer overlying a strong layer, respectively. The resultant bearing capacity curves versus the depth of the numerical analysis are compared with the conventional method. The results show that the conventional analysis is conservative. Case studies for different spudcan areas and shapes are also conducted to seek an appropriate spudcan type for the Southwest Sea of South Korea. Finally, a spudcan with a rectangular shape and a bearing area of $112.8m^2$ is selected.