• Steel and Composite Structures
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• 제32권1호
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• pp.59-66
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• 2019

Hollow steel-reinforced concrete-filled GFRP tubular member is a new kind of composite members. Firstly set the mold in the GFRP tube (non-bearing component), then set the longitudinal reinforcements with stirrups (steel reinforcement cage) between the GFRP tube and the mold, and filled the concrete between them. Through the axial compression test of the hollow steel-reinforced concrete-filled GFRP tubular member, the working mechanism and failure modes of composite members were obtained. Based on the experiment, when the load reached the ranges of $55-70%P_u$ ($P_u-ultimate$ load), white cracks appeared on the surface of the GFRP tubes of specimens. At that time, the confinement effects of the GFRP tubes on core concrete were obvious. Keep loading, the ranges of white cracks were expanding, and the confinement effects increased proportionally. In addition, the damages of specimens, which were accompanied with great noise, were marked by fiber breaking and resin cracking on the surface of GFRP tubes, also accompanied with concrete crushing. The bearing capacity of the axially compressed components increased with the increase of reinforcement ratio, and decreased with the increase of hollow ratio. When the reinforcement ratio was increased from 0 to 4.30%, the bearing capacity was increased by about 23%. When the diameter of hollow part was decreased from 55mm to 0, the bearing capacity was increased by about 32%.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권9호
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• pp.29-36
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• 2019

직경 500mm 및 직경 600mm PHC말뚝 A종의 파괴 압축하중($P_n$)은 각각 7.7MN 및 10.6MN으로 계산할 수 있었다. 직경 500mm 및 직경 600mm 매입 PHC말뚝 A종에 대한 압축정재하시험 시 말뚝 두부에 재하된 최대 압축하중은 6.9MN 및 8.8MN으로 측정할 수 있었으며 따라서 이 측정하중은 각각 $P_n$의 90% 및 83% 수준이었다. 직경 500mm 및 직경 600mm PHC말뚝 A종의 장기허용압축하중($P_a$)은 각각 1.7MN 및 2.3MN이었다. 모든 사례 매입 PHC말뚝의 양방향재하시험 자료로부터 계산된 지반의 허용지지력은 국내 현행 설계에서 사용하고 있는 극한지지력 산정공식으로 계산한 지반의 허용지지력보다 높은 수준으로 계산되었다. 따라서 매입 PHC말뚝의 설계에서 사용하는 극한지지력 산정공식은 매입 PHC말뚝의 실제 지지력 거동을 모사할 수 있도록 개선하여야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.744-747
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• 2008

In this study, to analyze the rotation point of piles, the laboratory lateral load test was performed. The lateral load bearing capacity is one of the important factor related with structure failure directly. Analyzing rotation point in different soil condition, relative density and stress condition, leads more accurate ultimate lateral bearing capacity. Also, reliability was analyzed about established 예측식 as applying to tapered pile. As a result, the established prediction was suitable to cylider pile, but not to tapered pile.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.55-64
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• 2004

본 연구에서는 쇄석다짐말뚝의 합리적인 국내 적용을 위하여 쇄석다짐말뚝의 지지력에 가장 크게 영향을 미치는 주요 설계 파라미터에 대한 민감도 분석을 실시하고 단일 쇄석다짐말뚝의 주요 파괴 메커니즘인 Bulging과 General Shear Failure시에 대해 주요 파라미터가 지지력 예측에 미치는 영향을 분석하여, 향후 쇄석다짐말뚝의 설계를 위한 지반조사 및 시험시에 활용할 수 있도록 하였다. 또한 국내 현장에서 시행한 재하시험 결과를 이용하여 현재 주로 이용되고 있는 지지력 예측 이론들의 적용성을 평가하였다. 분석결과, Bulging 및 General Shear Failure시의 기존의 지지력 이론식으로 구한 극한지지력이 정재하시험의 실측치보다 과소평가하였으며, 원지반의 비배수전단강도, 쇄석다짐말뚝의 내부마찰각, 횡방향응력, 원지반이 받는 상재하중 등이 극한지지력에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, General Shear Failure시의 민감도 분석결과, 원지반의 비배수 전단강도, 쇄석다짐말뚝의 내부마찰각, 원지반이 받는 상재하중의 변화에 따른 지지력은 각 제안식 별로 크게 차이가 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.233-240
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• 2018

Pullout tests are usually employed to determine the ultimate bearing capacity of reinforced soil, and the load-displacement curve can be obtained easily. This paper presents an analytical solution for predicting the full-range mechanical behavior of a buried planar reinforcement subjected to pullout based on a bi-linear bond-slip model. The full-range behavior consists of three consecutive stages: elastic stage, elastic-plastic stage and debonding stage. For each stage, closed-form solutions for the load-displacement relationship, the interfacial slip distribution, the interfacial shear stress distribution and the axial stress distribution along the planar reinforcement were derived. The ultimate load and the effective bond length were also obtained. Then the analytical model was calibrated and validated against three pullout experimental tests. The predicted load-displacement curves as well as the internal displacement distribution are in closed agreement with test results. Moreover, a parametric study on the effect of anchorage length, reinforcement axial stiffness, interfacial shear stiffness and interfacial shear strength is also presented, providing insights into the pullout behaviour of planar reinforcements of MSE structures.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.181-191
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• 2001

조립토 다짐말뚝 공법은 자갈이나 쇄석 등의 조립질 재료를 진동기로 다지면서 지중에 조립토 말뚝을 형성하여 지반을 보강하는 공법으로 연약한 기초지반의 지지력 증가와 침하량 감소 및 압밀배수에 의한 지반개량 효과 등이 있으나, 국내에서는 아직 널리 활용되고 있지 않은 공법이다. 본 연구에서는 정방형 대칭형태 뿐만 아니라 다양한 임의의 배치형태로 설치된 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 대해서도 극한지지력의 평가가 가능한 방법을 제시하였으며, 탄소봉을 이용한 실내모형실험을 통해 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 파괴메커니즘의 규명과 조립토 다짐말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따른 지지력의 변화양상에 대한 규명이 이루어졌다. 탄소봉을 이용한 조립토 다짐말뚝의 모형실험결과, 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 있어서 파괴형상은 팽창파괴의 중심점을 서로 연결할 때 중심부로 갈수록 깊어지는 원추형태의 양상을 나타냈으며, 말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 원추형태의 경사각도는 급해지는 경향을 알 수 있었다. 또한 탄소봉실험에 있어서 모형말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 인접한 말뚝에 의한 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과로 지지력이 증가하였다. 본 연구에서 제안한 극한지지력 평가방법을 이용하여 무리 형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 최적 배치형태를 검토한 결과, 지지력 측면에서 조립토 다짐말뚝의 최적배치형태는 중앙부에 집중적으로 설치된 경우로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.5-12
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• 2008

본 연구에서는 타이어셀로 보강된 모래지반에 대한 평판재하시험을 유한요소법에 의해 모델링하였다. 타이어셀의 기능과 외양은 지오셀과 비슷하며 지오셀과 마찬가지로 토목구조물에서 지반보강 목적으로 사용할 수 있다. 해석결과는 모델링의 적절성을 평가하기 위해 현장 재하시험결과와 비교하였다. 두 결과의 비교로부터 유한요소해석에 의한 침하량은 극한지지력에서 실험결과와 유사한 값을 나타내었다. 모델링을 검증한 후 타이어셀의 보강깊이와 보강층 수의 변화에 대한 해석을 수행하였다. 보강효과는 보강깊이가 증가함에 따라 감소하였으며 이러한 경향은 기존의 시험결과와 유사하였다. 보강층수가 증가함에 따라 보강효과는 증가하였다. 그러나 2층 이상의 보강은 효과가 무시할 정도였다. 결론적으로 본 연구에서의 모델링 방법은 타이어셀을 사용한 지반구조물의 해석에 사용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.59-66
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• 2004

본 연구에서는 연직말뚝과 경사말뚝에 대하여 모형실험과 수치해석을 실시하여 경사말뚝의 거동 특성을 분석하였다. 상대밀도 79%인 모래지반에 경사각도 0$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$의 강관말뚝을 항타 관입하여 하중재하실험을 실시하였고, 상용 유한요소 프로그램인 PENTAGON 3D를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 모형실험에 의한 경사말뚝의 축방향 지지 력은 경사각도가 $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$에서 연직말뚝에 비하여 111, 95, 81%로 나타났고, 수치해석의 결과도 다소 차이는 있지만 비슷하게 나타났다. 그러나 Petrasovits & Award의 결과는 경사각 $10^{\circ}$에서 모형실험 결과와 유사하지만, 경사각 20$^{\circ}$와 30$^{\circ}$에서는 모형실험결과를 과대평가하였다. 경사각도에 따른 주면마찰력과 선단하중은 모형실험과 수치해석 모두 $10^{\circ}$경사에서 최대값을 나타낸 후, 경사각도가 증가함에 따라 감소하였고, 전체하중에서 주면마찰력과 선단하중의 구성비율은 경사각도에 관계없이 거의 비슷하게 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권5호
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• pp.477-493
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• 2014

This study examines the behaviour of single micropiles subjected to axial tension or compression load in collapsible loess under in-situ moisture content and saturated condition. Five tension loading tests and five compression loading tests on single micropiles were carried out at a typical loess site of the Loess Plateau in Northwest China. A series of laboratory tests, including grain size distribution, specific gravity, moisture content, Atterberg limits, density, granular components, shear strength, and collapse index, were carried out during the micropile loading tests to determine the values of soil parameters. The loess at the test site poses a severe collapse risk upon wetting. The tension or compression load-displacement curves of the micropiles in loess, under in-situ moisture content or saturated condition, can generally be simplified into three distinct regions: an initial linear, a curvilinear transition, and a final linear region, and the bearing capacity or failure load can be interpreted by the L1-L2 method as done in other studies. Micropiles in loess should be considered as frictional pile foundations though the tip resistances are about 10%-15% of the applied loads. Both the tension and compression capacities increase linearly with the ratio of the pile length to the shaft diameter, L/d. For micropiles in loess under in-situ moisture content, the interpreted failure loads or capacities under tension are 66%-87% of those under compression. However, the prewetting of the loess can lead to the reductions of 50% in the tensile bearing capacity and 70% in the compressive bearing capacity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권2호
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• pp.225-238
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• 2022

In order to improve the cracking resistance of reinforced concrete and give full play to the advantages of prefabricated assembly structure in construction, prestressed reinforced concrete composite beam (PRCC) is proposed. Through the bending static test of seven I-shaped beam specimens, the bending failure modes and bearing capacity of PRCC and reinforced concrete composite beam are compared and analyzed, and the effects of prestress size, prestressed reinforcement layout and prestress application sequence on the flexural behavior of PRCC beams are studied. The results show that the cracking load and ultimate load of PRCC beams significantly increased after prestressing, and prestressed tendons can effectively control the crack development. With the increase of prestressing degree, the deformation resistance and bending stiffness of PRCC beams are increased. The application sequence of prestress has little influence on the mechanical properties of PRCC beams. The crack width, stiffness and normal section bearing capacity of PRCC beam are analyzed, and the calculated results are in good agreement with the experimental results.