• 한국지반공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.45-54
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• 2010

말뚝 구조물의 동적 거동을 분석하고 지진파에 대한 공진 안정성을 확보하기 위해서는 고유 진동수를 합리적으로 산정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 간단한 질량 - 스프링 모델을 이용하여 지진 하중을 받는 말뚝 구조물의 고유 진동수를 간편하면서도 효율적으로 예측할 수 있는 방법을 모색하였다. 고유진동수 산정 결과에 큰 영향을 미치는 지반-말뚝 간 스프링 강성을 지반반력상수와 p-y 곡선 그리고 지반 탄성계수 등을 이용하여 결정하고, 이들을 이용하여 계산한 고유진동수를 1g 진동대 실험에서 계측한 고유진동수와 비교한 결과, 지반반력상수를 이용한 Reese(1974) 방법과 동적 p-y 중추 곡선을 이용한 Yang(2009)의 방법을 이용하여 스프링 강성을 산정하는 것이 가장 우수한 결과를 나타내었는데, 건조토에 위치한 말뚝구조물에서는 5% 이내의 오차를 보였으며, 포화토에 위치한 말뚝 구조물의 경우에는 진동 중에 과잉간극수압의 발생여부에 따라 5%에서 40% 사이의 오차를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.31-39
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• 2004

국내에서는 저소음, 저진동 말뚝공법으로 매입말뚝공법이 매우 활발하게 사용되고 있으나 설계시 마찰지지력을 과소하게 산정하는 경향이 있으며 시멘트풀의 배합비 및 품질관리에 대한 기준이 정립되지 않은 문제점이 있다. 본 연구에서는 시멘트풀에 대해 다양한 조건별로 시험을 실시하여 강도특성을 분석하였다. 시험결과 표준배합비(w/c=83%)의 시멘트풀의 압축강도는 최고 $156.0kgf/cm^2$를 나타내었고 w/c가 낮을수록, 재령이 길수록 압축강도가 커지는 경향을 나타내었고 토사의 혼입률이 높을수록 강도가 감소하여 일정량 이상이 혼입되면 제역할을 하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 매입말뚝의 마찰특성을 분석하고 적합한 설계방안을 도출하기 위하여 시멘트풀의 경화 전후에 188회 동재하시험 결과를 분석하였다. 분석결과 극한단위 마찰력은 평균 $9.1kgf/cm^2$을 나타내어 매입말뚝의 통상적인 설계기준을 상회하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1C호
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• pp.27-35
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• 2010

사질토지반에 진동타입되는 강널말뚝의 거동을 파악하고자 계측기를 부착한 강널말뚝을 각각 1본씩 단독시공 및 연결시공하여 현장시험을 수행하였다. 깊이측정장치를 통해 구한 깊이에 따른 관입속도결과에 따르면 연결부 마찰의 영향이 강널말뚝의 관입속도에 큰 영향을 미친다는 사실을 알 수 있었다. 연결시공시 연결부 마찰은 관입깊이에 대해 불규칙한 양상을 보여주었으며, 그 크기는 19.1kN/m이었다. 진동타입시 강널말뚝은 거의 강체로 거동함이 계측결과를 통해 확인되었다. 단독시공시의 효율계수는 0.42이었으며 연결시공시의 효율계수는 0.71이었다. 계측자료로부터 유도한 하중전이곡선의 양상은 Dierssen이 제안한 그것과 가장 유사하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권2호
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• pp.227-243
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• 2015

In this paper, the effects of nonlinear soft clay on dynamic embedment of offshore pipeline were investigated. Seabed embedment by pipe-soil interactions has impacts on the structural boundary conditions for various subsea structures such as pipeline, riser, pile, and many other systems. A number of studies have been performed to estimate real soil behavior, but their estimation of seabed embedment has not been fully identified and there are still many uncertainties. In this regards, comparison of embedment between field survey and existing empirical models has been performed to identify uncertainties and investigate the effect of nonlinear soil parameter on dynamic embedment. From the comparison, it is found that the dynamic embedment with installation effects based on nonlinear soil model have an influence on seabed embedment. Therefore, the pipe embedment under dynamic condition by nonlinear parameters of soil models was investigated by Dynamic Embedment Factor (DEF) concept, which is defined as the ratio of the dynamic and static embedment of pipeline, in order to overcome the gap between field embedment and currently used empirical and numerical formula. Although DEF through various researches is suggested, its range is too wide and it does not consider dynamic laying effect. It is difficult to find critical parameters that are affecting to the embedment result. Therefore, the study on dynamic embedment factor by soft clay parameters of nonlinear soil model was conducted and the sensitivity analyses about parameters of nonlinear soil model were performed as well. The tendency on dynamic embedment factor was found by conducting numerical analyses using OrcaFlex software. It is found that DEF was influenced by shear strength gradient than other factors. The obtained results will be useful to understand the pipe embedment on soft clay seabed for applying offshore pipeline designs such as on-bottom stability and free span analyses.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.163-172
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• 1998

말뚝의 지지력 거동을 연구하기 위하여 말뚝 제작시 다수의 변형률계를 설치한 2본의 말뚝들에 대하여 항타시에 그리고 항타후 소정의 시간이 경과된 시점에 동재하시험과 정재하시험을 몇 차례 수행하였다. 콘관입저항값 그리고 표준관입저항값과 말뚝의 단위 주면마찰력과의 관계를 규명하기 위해 재하시험전에 시험지반에 대하여 론관입시험과 표준관입시험도 실시하였다. 지지력과 두부침하량 관계를 살펴보면, 0.055D(D: 직경)의 두부침하량에서 전체지지력이 극한에 도달하였고, 이 때에 주면마찰력은 극한간에 도달했으나, 선단지지력은 계속 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝의 지지력은 항타후 시간이 경과함에 따라 자연대수함수로 증가하였으며, 지지력 성분중 주면마찰력 성분이 항타한 후 40일 경과한 시점에 초기값의 4.6배 정도로 현저하게 증가하였다. 지지력 거동에 대한 시간경과의 영향을 보면, 시험말뚝들은 초기항타시에는 선단지지말뚝으로 거동하다가 시간이 경과하면서 주면마찰 말뚝으로 거동이 변화되었음을 관찰할 수 있었다. 단위 주면마찰력은, 토질분류에 따라 다르지만, 콘관입저항칼(q.)과 표준관입저항값(N)과 일정한 관계를 갖는 것으로 나타났으며, 관계상수는 현재 국내에서 사용하고 있는 간보다 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.93-104
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• 2003

간단한 제하/재재하 구성방정식을 이용하여 기존의 교란상태개념(DSC)모델을 수정하였고, 그 수정된 DSC모델을 비선형 동역학적 유한요소 프로그램인 DSC_DYN2D에 수치해석적으로 접목(implementation)하였다. 본 연구에서 이용한 구성방정식 DSC 모델은 상대적으로 손상받지 않은 상태(RI)를 정의하기 위하여 HiSS모델을 이용하였고, 완전파괴상태(FA)는 한계상태모델을 이용하였다. 이렇게 수정된 DSC_DYN2D 프로그램을 이용하여 동하중을 받는 현장파일 및 그 주변 지반의 거동을 수치해석적으로 모사 하였다. 해석 결과를 기존의 HiSS모델을 이용한 해석결과와 비교, 분석하였다. 비교결과, DSC모델을 이용하여 해석한 결과가 HiSS모델로 해석한 결과보다 현장계측과 유사하였다. 이를 통해 DSC모델을 이용한 수치해석이 복잡한 점토-파일 접촉면 상호작용 거동을 실제적으로 잘 모사할 수 있다고 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.515-518
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• 2010

Horizontal forces may form a major part of the loading system for structures supported on pile groups. It is known that during a strong earthquake, the dynamic behavior of a group-pile foundation is related not only to the inertial force coming from the superstructures but also to the deformation of the surrounding ground. Therefore, it is necessary to understand the behaviors of the group-pile foundations and superstructures during major earthquakes. In this paper, numerical simulation of real-scale group-pile foundation subjected to horizontal cyclic loading is conducted by using a program named as DBLEAVES. In the analysis, nonlinear behaviors of ground and piles are described by cyclic mobility model and axial force dependent model (AFD model). The purpose of this paper is to prove availability of the analysis method by comparing numerical results and test results.

• Coupled systems mechanics
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• 제9권5호
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• pp.433-454
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• 2020

In-place analysis for offshore platforms is essentially required to make proper design for new structures and true assessment for existing structures. The structural integrity of platform components under the maximum and minimum operating loads of environmental conditions is required for risk assessment and inspection plan development. In-place analyses have been executed to check that the structural member with all appurtenances robustness and capability to support the applied loads in either storm condition or operating condition. A nonlinear finite element analysis is adopted for the platform structure above the seabed and the pile-soil interaction to estimate the in-place behavior of a typical fixed offshore platform. The analysis includes interpretation of dynamic design parameters based on the available site-specific data, together with foundation design recommendations for in-place loading conditions. The SACS software is utilized to calculate the natural frequencies of the model and to obtain the response of platform joints according to in-place analysis then the stresses at selected members, as well as their nodal displacements. The directions of environmental loads and water depth variations have important effects on the results of the in-place analysis behavior. The result shows that the in-place analysis is quite crucial for safe design and operation of offshore platform and assessment for existing offshore structures.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.295-308
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• 2004

본 연구에서는 기 개발된 유한요소-경계요소 조합을 통한 지반구조물 상호작용해석기법을 이용하여 주파수 특성이 다른 여러 가지 지진파를 이용한 수치해석을 통하여 지진파에 따른 거동특성을 분석하였다. 사용한 기본해의 검증을 위하여 적용된 다층 반무한 해를 Estorff 등의 연구결과와 비교하였으며, 기본해를 이용하여 개발된 지반-구조물 상호작용해석기법의 검증을 위하여 자유장해석을 수행하였다. 자유장 해석결과는 1차원 파전달 이론에 의하여 개발된 자유장응답해석 프로그램인 SHAKE의 결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 검증된 해석기법을 이용하여 특성이 다른 3종류의 지진파가 적용된 2차원 평면상의 지반-구조물 상호작용해석을 수행함으로써 지진파와 말뚝유무에 따른 지반-구조물 상호작용거동특성을 분석하였다. 해석결과 지진이 작용할 때는 말뚝기초를 사용하는 것이 반드시 유리한 결과를 주지는 않는다는 것을 알았으며, 지반의 비선형성을 고려 할때는 말뚝의 유무가 지진응답결과에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.495-496
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• 2014

The suction method is the substructure installation using the water pressure difference generated by discharging water inside the pile by the pumping operation, after the intrusion by the self-weights of a large hollow steel pipe or a concrete structure. It is known as the low-noise and low-vibration method against the general pile driven method and eco-friendly, also. Most current design and safety assessment of the support structure and considering only the static load, however, the importance of dynamic behavior becomes magnified as the size of wind power generator increases. This study measures the natural frequency of the suction pile prototype about the penetration depth as a part of basic research and analyzed the interaction between the soil and the structure.