• 한국안전학회지
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• 제16권2호
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• pp.97-102
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• 2001

Anchors are often used in construction of foundations such as transmission towers to resist uplifting forces. When plate anchors are embedded in soft clay, they may undergo a deformation under the pressure of sustained load. In soft saturated clays, the suction force can be a large par of the ultimate uplift capacity. This study is to present recent laboratory model test results conducted to evaluate the nature of variation of the suction force for plate anchors with shear strength and embedment ratio. The ratio of F$_{s}$Q$_{n}$ versus H/D in bentonite decreases with the increase of the embedment ratio.o.o.

• 한국안전학회지
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• 제20권3호
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• pp.152-157
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• 2005

This experimental study was devoted to investigate skin friction of H group piles with uplift loading conditions in granite soil under laboratory test. Model piles made of steel embedded in weathered granite soil were used in this study. Pile arrangements($2{\times}2,\;3{\times}3$), pile space(2D, 4D, 6D), and soil density($D_r=40%,\;80%$) were tested. The main results obtained from the model tests can be summarized as follows. The series of tests found that ultimate uplift load and displacement for group piles were increased as piles space ratio increases to $D_r=40%$ of soil density. In the relative density of $D_r=80%$, bearing capacity for group piles was greater than for single pile. In the relative density of $D_r=40%$, the theoretical value of skin friction for group piles was greater than practical value. In the relative density of $D_r=80%$, both theoretical and practical value of skin friction for group piles were increased as piles space ratio increases.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권5호
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• pp.431-441
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• 2021

Rock-socketed drilled shafts are widely used to transfer the heavy loads from the superstructure especially in mountainous area. Extensive research has been done on the behavior of rock-socketed drilled shafts under compressive load. However, little attention has been paid to uplift behavior of drilled shaft in rock, which govern the overall behavior of the foundation system. In this paper, a series of centrifuge tests have been performed to investigate the uplift response of rock-socketed drilled shafts. The pull-out tests of drilled shafts installed in layered rocks having various strengths were conducted. The load-displacement response, axial load distributions in the shaft and the unit skin friction distribution under pull-out loads were investigated. The effects of the strength of rock socket on the initial stiffness, ultimate capacity and mobilization of friction of the foundation, were also examined. The results indicated that characteristics of rock-socket has a significant influence on the uplift behavior of drilled shaft. Most of the applied uplift load were carried by socketed rock when the drilled shaft was installed in the sand over rock layer, whereas substantial load was carried by both upper and lower rock layers when the drilled shaft was completely socketed into layered rock. The pattern of mobilized shaft friction and point where the maximum unit shaft friction occurred were also found to be affected by the socket condition surrounding the drilled shaft.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권2호
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• pp.123-127
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• 2015

나무말뚝은 국내 온실에서는 적용된 사례는 많지 않으나 네덜란드에서는 비교적 많이 사용되고 있다. 강관말뚝 및 PHC말뚝에 비해 경제적이고 공기가 단축되며 친환경적 공법이라는 장점을 가지고 있다. 부식방지를 위해 지하수면 아래에서 시공되어야 하는 제한적 조건이 있으나 국내 간척지의 경우 지하수위가 높은 지역이 많기 때문에 간척지에서 온실기초 보강을 위한 나무말뚝의 활용도는 높을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 간척지에서 나무말뚝기초에 대한 기초설계자료를 제공할 목적으로 현장인발재하시험을 통해 나무말뚝기초의 인발저항력을 측정하였고, 기초 설계시 기존의 인발저항력 산정이론식에 대한 적용성을 검토하기 위해 현장인발재하시험을 통해 얻어진 최대인발저항력과 기존의 인발저항력산정 이론식을 비교하여 검토하였다. 본 연구에서 사용한 나무말뚝의 수종은 소나무이며, 직경 25cm와 직경 30cm의 나무말뚝에 대하여 근입깊이 1m, 3m, 5m별로 현장인발재하시험을 진행하였다. 그 결과, 나무말뚝의 인발저항력은 근입깊이가 증가할수록 선형적으로 뚜렷하게 증가하는 경향을 보였으며, 근입깊이 5m를 기준으로 최대인발저항력은 직경 25cm와 직경 30cm의 나무말뚝이 각각 9.38tf, 10.56tf로 모두 9tf 이상의 인발저항력이 나타났다. 나무말뚝의 최대인발저항력 산정을 위해 기존의 산정 이론식에 대한 적용성을 검토한 결과, a 방법으로 부터 얻어진 인발저항력의 경우 전반적으로 현장시험결과에 근접하는 수치를 제공하는 것으로 나타났고 Das & Seeley 이론식의 경우 현장타설말뚝과 강관말뚝의 인발저항력 값 사이에 현장시험의 나무말뚝의 인발저항력 값이 위치하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.105-117
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• 2002

철탑기초, 해양 플랫폼 등은 파랑과 풍하중을 반복적으로 받게 되어 주기적인 인발하중이 작용한다. 본 연구에서는 해양 구조물 기초로 사용되는 현장 타설말뚝의 단방향 인발 주기 하중 패턴에 대한 거동특성을 분석하기위해 실내 모형타설말뚝에 대한 인발시험을 실시하였다. 특히 인장하중이 말뚝의 선단과 두부에 직접 가하여 질 때 즉, 인장하중 최초 전달지점의 차이로 인한 하중전달 메카니즘의 차이를 실험을 통해 분석하였다. 가압이 가능한 모형토조 내에 조성된 다져진 화강 풍화토 지반에 소형 현장타설말뚝을 타설하여 인발 시험, 크리프 시험, 반복 인발시험을 수행하였다. 시험 결과, 말뚝 선단인발시의 극한 인발지지력이 말뚝 두부인발시에 비해 약 30%크게 계산되었다. 또한 선단 인발시의 말뚝이 크리프 변형에 대해 매우 안정적인 거동을 보였으며 선행 인발을 실시하면 수직 크리프 변형에 대해 보다 더 안정적일 것으로 판단된다. 반복재하 횟수가 늘어남에 따라 반복 할선탄성계수 값은 점차 증가하는 경향을 보였으며 선단 인발시 그 효과가 더 큰 것으로 밝혀졌다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권2호
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• pp.71-84
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• 1996

본 연구에서는 여러가지의 타설경사각을 갖는 모형 그물식 뿌리말뚝을 제작하여 모형토조에 설치하고 레이닝(raining)방법으로 지반을 조성한 다음 압축시험 및 인발시험을 하여 그물식 뿌리말뚝의 타설경사각과 하중지지력 사이의 관계를 비교분석 하였다. 모형말뚝은 0$^{\circ}$, 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 그리고 25$^{\circ}$의 타설경사각을 갖는 직경 Sulm의 강봉에 모래를 입힌 것으로 직경이 6.5muL 길이가 300mm가 되도록 하였다. 모형 뿌리말뚝의 배치는 동일한 타설경사각을 갖는 8개의 모형 말뚝을 4개씩 2개의 크고 작은 동심원에 접하도록 하였다. 그리고 모형 원형 얕은 기초를 제작하여 압축시험을 수행한 다음 지지력을 구하여 뿌리말뚝의 지지력과 비교하였다. 압축시험 및 인발시험 결과를 회귀분석하면 하중지지능력이 최대가 되는 타설경사각은 대략 12$^{\circ}$~13$^{\circ}$사이이다. 최적 타설경사각에서의 뿌리말뚝의 압축지지력은 원형 얕은기초의 지지력과 비교하면 약 2.0배이고, 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우와 비교하면 13%의 지지력 증대효과가 있다. 그리고 최적타설경사각에서의 뿌리말뚝의 인발저항력은 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우 에 비해 21%의 인발저항력 증대효과가 있다. 압축시험으로부터 얻은 하중-침하량곡선은 타설 경사각이 없는 경우에 전반전단파괴 형태를 나타내며,타설경사각이 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$인 경우, 하중은 극한 지지력에 도달한 후 일정한 값을 유지하는 양상을 보인다. 타설경사각이 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$로 증가하면서 하중은 극한지지력에 도달한 후에도 계속 증가하는 경향이 있다. 따라서, 타설경사각이 있는 경우의 뿌리말뚝은 압축지지력을 초과하여 하중을 받더라도 급격한 파괴에 이르지 않고 점차로 변위가 증가하는 연성 (ductile)거동을 보일 것으로 예상된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권5호
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• pp.497-509
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• 2021

A large deformation FEM (Finite Element Method) based numerical analysis has been performed to study the behaviour of the bell-shaped anchor embedded in undrained saturated (cohesive) soil with the help of finite element based software ABAQUS. A typical model anchor with bell-diameter of 0.125 m, embedded in undrained saturated soil with varying cohesive strength (from 5 kN/m² to 200 kN/m²) has been chosen for studying the characteristic behaviour of the bell-shaped anchor installed in cohesive soil. Breakout factors have been evaluated for each case and verified with the results of experimental model tests for three different types of soil samples. The maximum value of breakout factor was found as about 8.5 within a range of critical embedment ratio of 2.5 to 3. An explicit model has been developed to estimate the breakout factor (F_c) for uplift capacity of bell-shaped anchor within clay mass in terms of H/D ratio (embedment ratio). It was also found that, the ultimate uplift capacity of the anchor increases with the increase of the value of cohesive strength of the soil and H/D ratio. The empirical equation developed in the present investigation is usable within the range of cohesion value and H/D ratio from 5 kN/m² to 200 kN /m² and 0.5 to 3.0 respectively. The proposed model has been validated against data obtained from a series of model tests carried out in the present investigation. From the stress-profile analysis of the soil mass surrounding the anchor, occurrence of stress concentration is found to be generated at the joint of anchor shaft and bell. It was also found that the vertical and horizontal stresses surrounding the anchor diminish at about a distance of 0.3 m and 0.15 m respectively.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권3호
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• pp.255-270
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• 2023

One of the main parameters that affect the design of suction caisson-supported offshore structures is uplift behavior. Pull-out of suction caissons is profoundly utilized as the offshore wind turbine foundations accompany by a tensile resistance that is a function of a complex interaction between the caisson dimensions, geometry, wall roughness, soil type, load history, pull-out rate, and many other parameters. In this paper, a parametric study using a 3-D finite element model (FEM) of a single offshore suction caisson (SOSC) surrounded by saturated soil is performed to examine the effect of some key factors on the tensile resistance of the suction bucket foundation. Among the aforementioned parameters, caisson geometry and uplift loading as well as the difference between the tensile resistance and suction pressure on the behavior of the soil-foundation system including tensile capacity are investigated. For this purpose, a full model including 3-D suction caisson, soil, and soil-structure interaction (SSI) is developed in Abaqus based on the u-p formulation accounting for soil displacement (u) and pore pressure, P.The dynamic responses of foundations are compared and validated with the known results from the literature. The paper has focused on the effect of geometry change of 3-D SOSC to present the soil-structure interaction and the tensile capacity. Different 3-D caisson models such as triangular, pentagonal, hexagonal, and octagonal are employed. It is observed that regardless of the caisson geometry, by increasing the uplift loading rate, the tensile resistance increases. More specifically, it is found that the resistance to pull-out of the cylinder is higher than the other geometries and this geometry is the optimum one for designing caissons.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.87-98
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• 2006

본 연구는 풍화암에 근입된 영구 앵커의 극한인발력에 관한 연구를 수행하기 위하여 현장에서 실규모 인발시험을 실시한 실험 결과이다. 현장 실물 실험에서는 정착길이가 다른 4개의 앵커에 대한 하중-변위 곡선으로부터 극한인발력을 산정하였다. 또한, 앵커의 수용 여부를 결정하기 위해 단계별 최대하중에서 15분 동안의 크리프 시험을 실시하여 극한하중까지의 크리프치를 평가하였다. 그리고 풍화암에 근입된 영구 앵커의 파괴메카니즘을 규명하기 위해 지표면에 다이얼게이지를 설치하여 하중 변화에 따른 지반의 파괴 거동 범위를 측정하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권2호
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• pp.109-115
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• 2014

본 연구에서는 모형실험을 통하여 다짐도 및 매입깊이에 따른 나선철항의 인발저항력을 검토하였다. 그 결과 다짐도 및 매입깊이가 증가할수록 인발저항력은 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 다짐률 85%의 지반조건에서 인발저항력은 매입깊이 25cm, 30cm, 35cm 및 40cm별로 각각 48.9kgf, 57.9kgf, 86.2kgf 및 116.6kgf로 다른 지반조건일 때 보다 현저하게 높은 인발저항력이 나타났다. 그리고 다짐률에 따른 인발저항력은 각 매입깊이 조건별(30cm, 35cm 및 40cm)로 다짐률 75% 및 85%에서 급격하게 증가하는 유사한 경향이 나타났다. 나선철항의 인발저항력은 지반의 다짐률에 따라 상당한 차이를 보였으며 극한인발저항력의 최대값은 다짐률 85%의 지반조건 및 매입깊이 40cm에서 116.6kgf로 나타났다. 이는 나선철항의 제원을 고려해 볼 때 매우 높은 것으로 판단된다. 따라서 평소 나선철항 주변 지반의 유지관리를 철저히 한다면 바람에 대한 피해를 효과적으로 경감시켜 줄 수 있을 것으로 판단된다. 그리고 나선철항은 플라스틱 필름을 고정하는 용도뿐만 아니라 온실 형태별로 개수 및 간격 등 적절한 설치방법이 제시된다면 온실의 구조적 안정성에도 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 본 연구의 결과를 검토해 볼 때 온실에 나선설항의 설치시 유용한 효과를 기대하기 위해서는 매입깊이 35cm 이상 그리고 다짐률은 85%이상을 적용해야 할 것으로 판단되며, 본 실험에서 다짐률 85%에 해당하는 모형지반의 상대밀도는 67%정도 였다.