• 한국지반공학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.17-33
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• 2022

본 연구는 지하수 유무에 따른 지진시 풍화지반에 근입된 단말뚝의 동적 거동을 분석하기 위해 수치해석을 수행하였다. 3차원 유한차분해석 프로그램을 사용하여 지하수 및 지반 조건에 따라 동적 수치해석을 수행하였으며, 풍화지반의 물성은 현장에서 채취한 흙의 물성시험을 통해 해석에 적용하였다. 건조한 지반 및 포화된 지반은 Mohr-Coulomb, Finn model을 각각 적용하여 모델링하였고, 각각의 모델링은 원심모형실험 결과와 검증을 수행하였다. 해석결과, 전반적으로 지하수위가 존재하는 경우가 건조한 경우보다 더 큰 말뚝의 수평변형을 나타냈으며, 깊은 심도에서부터 그 차이가 크게 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 포화지반에 지진이 발생하게 되면 과잉간극수압의 발생으로 인해 지반 구속압이 감소하게 되는 현상에 지배되는 것으로 확인되었다. 또한, 지반에 근입된 말뚝의 영향으로 인근 지반에서의 전단변형률이 작게 발생하고, 과잉간극수압은 말뚝과 멀리 떨어진 지반에 비해 작게 증가하는 경향을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3596-3601
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• 2015

진동해머에 의해 시공되는 말뚝의 거동을 분석할 목적으로 개발된 기존의 프로그램을 개선하고자 하였다. 진동해머-말뚝-지반으로 구성되는 진동시스템의 기존 지배방정식에 지반저항의 댐핑효과와 클러치마찰력을 추가하였다. 또한, 개발된 해석기법의 하중전이곡선을 모사하는 수정 Ramberg-Osgood 모델의 매개변수를 재산정하여 해석기법을 개선하고자 하였다. 수정된 프로그램에 의한 해석결과를 현장시험결과와 비교해 볼 때 시간에 따른 말뚝의 변위 및 하중전이거동이 현장시험결과에 좀 더 유사하였다. 개발된 프로그램에 의한 말뚝 관입깊이별 관입속도를 상용 프로그램에 의한 결과 및 현장시험결과와 비교해 볼 때 상용프로그램보다 훨씬 더 현장시험결과에 가까웠다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권1호
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• pp.31-44
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• 1993

말뚝이 설치되는 동안과 하중이 재하되는 동안에 유발되는 관내토의 거동과 관내토가 개단 말뚝의 지지력에 미치는 영향, 그리고 관내토의 하중전이 메카니즘 등을 알아보기 위하여, 개단말뚝의 단면부에 작용하는 지지력과 관내토에 의한 지지력 및 외주면마찰력을 분리하여 측정할 수 있도록 제작된 모형 개단강관말뚝과 압력조절이 가능한 토조를 이용하여 모래지반을 대상으로한 모형말뚝실험을 실시하였다. 실험결과로부터, 개단말뚝의 폐색정도는 폐색길이비(PLR)보다는 특정회수율(${\gamma}$)에 의하여 더 정화히 성의될 수 리음을 알 수 있으며, 내주면마찰력의 대부분은 말뚝 선단부로부터 말뚝내경의 3배까지의 영역에 존재하는 관내토에 의하여 발생되는 것으로 나타났다. 또한 전체 지지력에서 내주면마찰력이 차지하는 비율은 외주면마찰력이 차지하는 비율보다 상당히 크기 때문에, 개단말쪽의 지지력 산정시 내주면마찰력은 필수적으로 고려되어야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.141-148
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• 2000

방글라데시의 자무나 강을 가로지르는 길이 4.8km 교량의 교각기초에 대구경 개단 강관말뚝 2본 또는 3본이 사용되었다. 총 50개의 교각과 시험용 말뚝 2본을 포함한 123본의 말뚝이 강 하저에서 정규압밀된 모래층을 지나 자갈층 위까지 항타하여 설치되었다. 두께 40mm 내지 60mm의 변단면을 갖는 직경 3.15m와 2.50m의 짧은 말뚝 2, 3개를 연결하여 69m에서 74m 깊이까지 6:1의 경사로 항타하여 시공하였다. 전체 123본의 말뚝에 대하여 항타후 관내토 길이를 측정하였고, 이중 24본의 말뚝들에 대해서는 항타시 동재하시험을 수행하였다. 말뚝 항타완료후 측정한 결과에 의하면, 선단부 근처에서는 주동 관내토(Active Plug)가 주면마찰력 발현에 크게 기여한 것으로 나타났다. 시험한 모든 말뚝들은 약 90% 정도의 지지력이 주면마찰력에 기인하는 주면마찰지지형 말뚝으로 나타났다. 현장모래지반에서의 탄성변형량(Quake)값과 감쇠계수(Smith Damping)값은 직경에 상관없이 일정하게 나타났는데, 이는 주변 지반의 균질함이 잘 반영된 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.20-27
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• 2004

Reinforced twice than width of foundation with SIC under steel piles drived in cohesion soil and in the coal-limestone which heavily fractured. To analyze behaviour characteristic of steel piles, load transfer test was performed to steel piles attached with strain gauges to axial direction. After it passed 49days, dynamic load test was performed to set-up effect of steel piles bearing capacity. The results of test were compared to each other. According to the results, as the skin friction of steel pile was on the same condition, end bearing capacity of steel piles established on SIC solid of cemented milk in cohesion soil was three times than steel piles established on SIG solid of cemented milk in heavily fractured coal- limestone. After piles were driven and passes 49days, in case of piles on SIG solid of comented milk in cohesion soil the increaes of allowable bearing capacity was 442.9% and allowable bearing capacity of piles on SIG solid of cemented milk in heavily fractured coal-limestone increased 22.4%.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.19-31
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• 2024

국내 항타 말뚝기초의 경우 대부분 풍화암 이상의 단단한 지층에 선단 지지되는 경우가 대부분이며, 서남해 지역의 연약지반이 깊게 발달한 일부에서 마찰 말뚝(friction pile)이 사용되었으나 시공관리의 불확실성으로 제한적으로 적용되고 그 사례가 많지 않다. 또한 시공과 관련하여 국내의 경우 소음 및 진동 등의 민원문제로 매입 시공이 주를 이루고 있으나, 퇴적지반이 깊은 동남아 국가(캄보디아, 미얀마, 베트남 등) 등에서는 경제성 확보를 위해 항타 시공을 통한 말뚝 시공 비율이 높으며, 그에 따른 시공 및 현장관리 경험이 많이 축적되어 있다. 현재 국내 많은 건설 기업들이 동남아 등 해외 시장 진출 사례가 크게 증가함에 따라, 해당국가에서의 경쟁력 확보를 위해서는 항타시공을 이용한 마찰지지 말뚝 시공사례에 따른 문제점들을 파악하고 현장관리 역량을 강화해야 할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 베트남 중부 연안의 대심도 점토지반에 항타 시공된 마찰지지 강관 말뚝의 동적/정적 재하시험 결과의 비교분석과 이를 토대로 수정된 항타공식을 이용한 강관 말뚝의 시공관리 방안을 제안하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권6호
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• pp.583-595
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• 2019

In this paper, a comprehensive investigation of the dynamic response of a long-bridge subjected to spatially varying earthquake ground motions (SVEGM) is performed based on a proposed analytical model which includes the effect of soil-structure interaction (SSI). The spatial variability of ground motions is simulated by the powerful record generator, SIMQKE II. Modeling of the SSI in the system is simplified by replacing the pile foundations and soil with sets of independent equivalent linear springs and dashpots along the pile groups. One of the most fundamental objectives of this study is to examine how well the proposed model simulates the dynamic response of a bridge system. For this purpose, the baseline data required for the evaluation process is derived from analyzing a 3D numerical model of the bridge system which is validated in this paper. To emphasize the importance of the SVEGM and SSI, bridge responses are also determined for the uniform ground motion and fixed base cases. This study proposing a compatible analytical model concerns the relative importance of the SSI and SVEGM and shows that these effects cannot be neglected in the seismic analysis of long-bridges.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권9호
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• pp.5-17
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• 2022

최근, 잔교식 말뚝 구조물의 응답스펙트럼해석 시 지반-말뚝 상호작용을 모사하기 위해 가상고정점(virtual fixed point) 및 탄성지반스프링(elastic soil spring) 방법에 관한 몇몇 연구가 수행되어 왔다. 그러나, 가상고정점 방법 및 탄성지반스프링 방법의 경우 지진 가속도 크기에 따라 변하는 지반 스프링 강성을 적절히 고려할 수 없으며, 현재까지 이를 고려한 잔교식 말뚝 구조물의 응답스펙트럼해석에 관한 연구는 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 지진 가속도 크기에 따라 변하는 지반 스프링 강성을 고려하여 응답스펙트럼해석을 수행하였으며, 기존에 제시된 가상고정점 및 탄성지반스프링 방법과의 비교를 통해 잔교식 말뚝 구조물의 동적 거동을 평가하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 가상고정점 모델의 경우 모멘트 차이가 최대 117% 발생하였고, Terzaghi(1955) 탄성지반스프링 모델의 경우 모멘트 차이가 최대 21% 발생하였다. 반면, API(2000) p-y 곡선을 바탕으로 지진 가속도 크기에 따라 변하는 지반 스프링 강성을 고려하여 응답스펙트럼해석을 수행하는 경우 실험 및 해석의 모멘트 차이가 최대 4% 미만으로 도출되어 실험모델의 응답을 가장 적절히 모사하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.285-293
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• 2016

Soil-foundation-structure interaction (SFSI) is one of the important issues in the seismic design for evaluating the exact behavior of the system. A seismic design of a structure can be more precise and economical, provided that the effect of SFSI is properly taken into account. In this study, a series of the dynamic centrifuge tests were performed to compare the seismic response of the single degree of freedom(SDOF) structure on the various types of the foundation. The shallow and pile foundations were made up of diverse mass and different conjunctive condition, respectively. The test specimen consisted of dry sand deposit, foundation, and SDOF structure in a centrifuge box. Several types of earthquake motions were sequentially applied to the test specimen from weak to strong intensity of them, which is known as a stage test. Results from the centrifuge tests showed that the seismic responses of the SDOF structure on the shallow foundation and disconnected pile foundation decreased by the foundation rocking. On the other hand, those on the connected pile foundation gradually increased with intensity of input motion. The allowable displacement of the foundation under the strong earthquake, the shallow and the disconnected pile foundation, have an advantage in dissipating the earthquake energy for the seismic design.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권7호
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• pp.29-38
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• 2018

액상화 시 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간영역에서 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 지반의 전단변형에 따른 간극수압의 발달을 직접적으로 모사하기 위해 유효응력 해석법을 이용한 액상화 모델인 Finn model을 적용하였으며 Mohr-Coulomb 탄소성 모델에 접목되어 해석이 수행되었다. 이력감쇠모델을 적용하여 지반 비선형 거동을 고려하였으며 지반과 말뚝 간의 분리현상, 미끄러짐 현상을 모사하는 인터페이스 모델을 적용하였다. 경계조건으로써 단순화 연속체 모델링 기법을 도입하여 반사파의 생성을 막고 해석 효율을 증가시켰으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 비선형 거동을 정확히 모사하고자 하였다. Wilson(1998)이 수행한 원심모형시험 케이스 중 상부지반 상대밀도가 55%인 모델을 이용하여 제안된 모델링 기법의 캘리브레이션을 수행한 결과, 수치해석으로부터 도출된 깊이 별 과잉간극수압 비-시간 이력, 휨모멘트-시간이력, 말뚝 두부 변위-시간이력이 실험 결과를 잘 모사하였다. 상부지반 상대밀도가 30%인 모델의 결과를 이용하여 제안된 모델링 기법의 적용성 평가를 수행한 결과, 수치해석으로부터 도출된 지반 및 말뚝 응답이 실험 결과를 잘 모사하였으며 제안된 모델링 기법이 지반-말뚝 시스템의 액상화 거동을 적절히 모사한다고 판단되었다.