• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권2호
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• pp.269-289
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• 2012

Free vibration and dynamic responses of piles semi-rigidly connected with the superstructures are investigated. Timoshenko beam theory is employed to characterize the pile partially embedded in a two-parameter elastic foundation. The formulations for the method of reverberation-ray matrix (MRRM) are then derived to investigate the dynamics of the pile with surface cracks, which are modeled as massless rotational springs. Comparison with existent numerical and experimental results indicates the proposed method is very effective and accurate for dynamic analysis, especially in the high frequency range. Finally, the effects of some physical parameters on the natural frequencies, frequency responses and transient responses of the piles are studied.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권4호
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• pp.397-409
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• 2023

This study examines two traditional approaches (non-linear elastic and elasto-plastic) in association with 2D and 3D FEM analyses of a box-section pile embedded in sand. A particular emphasis is placed on stress singularities concerning both reentrant corners of the pile section and the resulting tension zones. From the experience gained in this study, non-linear elastic soil models are less restrictive when one considers stress singularities and their possible effects on convergence of the solution. At least for monotonic loading, when compared with field tests, non-linear elastic models yield better results than the plasticity ones. On the other hand, although elasto-plastic models are not limited to monotonic loading, they are much more sensitive to stress singularities. For this reason, a spherical elastic region is necessary at the pile tip to ensure convergence. Without this region, one must artificially impose an apparent cohesion to limit the tension stresses within a sand medium.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.185-186
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• 2021

In Korea, many buildings are built with underground spaces and cast-in-place pile method is mostly applied in the temporary retaining walls for the underground space construction. A H-shaped steel section is generally embedded in the soldier pile in the C.I.P method. In this study, a new and economical section with high strength steel replacing the H-shaped section was proposed and its flexural capacity was evaluated experimentally. The new section is the concrete-filled composite section with pentagonal thin plate and thick flange plate. Test results showed that the proposed section has an excellent flexural strength and ductility.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.9-16
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• 2017

콘크리트 충전 강관 기둥을 개선한 팔각 콘크리트 충전 강관 기둥 (OCFT 기둥)이 개발되었다. 본 연구에서는 시공성 및 경제성 측면에서 장점을 갖는 OCFT 기둥을 역타(Top-Down) 공법에 적용하기 위하여 원심모형실험 장비를 활용하여 압축성능을 검증하였다. 12 g의 원심가속도가 작용하는 상태에서 말뚝으로 시공된 OCFT 기둥의 시공하중에 대한 지지가능 여부와 토사가 굴토되었을 경우 말뚝의 좌굴안전성 등을 관찰하기 위하여 압축강도에 대한 실험을 수행하였다. 천공 후, OCFT 기둥과 H 형강이 말뚝기초로 시공되고 뒷채움으로, 지반에 완전히 묻힌 실험체의 경우와 반만 묻힌 경우에 대하여, 약 13,000 kN의 공칭강도의 45% 시공하중을 재하한 결과 모든 실험체가 탄성상태에서 거동하였다. 하중재하실험 종료 후, 풍화암과 말뚝하부를 관찰한 결과 풍화암이 손상되지 않았으며, 이로부터 3.5 MPa 조성된 풍화암은 $600{\times}600mm$ OCFT 기둥의 공칭강도의 45%도 안정적으로 지지할 수 있는 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권6호
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• pp.565-570
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• 2020

Large tonnage pile foundation load test system is designed in this paper by using pre-stressed technique to optimize the design of anchor pile reaction beam system, in which project pile can be successfully taken as anchor pile. The test results show that the cracks and excessive deformations of the prestressed anti-force device designed in this study have not occurred, and the prestressed tendons of the anchor pile ensure that the anchor pile will not be pulled and fractured, and the prestressed tendons can be reused, thus ensuring the safety and reliability of the test. This test method can directly test bearing capacity of long rock-socketed piles, and analysis bearing behaviors from test results of sensors which embedded in the pile. Through test studied, authors summarized the vertical bearing characteristics of long rock-socketed piles and the main problems that should be paid attention to during design and construction, and provided reliable solutions.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권10호
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• pp.35-41
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• 2018

구조물을 지지하는 말뚝기초에 대한 내진설계 시 안정을 위해 지반-기초-구조물의 동적 상호작용이 반드시 고려되어야 한다. 말뚝기초의 내진설계에 정적 및 반복하중 조건에서 제안된 p-y 곡선이 이용되고 있다. 이 p-y 곡선은 지진과 같은 동하중 조건에서 지반-기초-구조물의 상호작용이 고려되지 않았기 때문에 내진설계에 적용하기 어렵다. 이에 지반-기초-구조물의 동적 상호작용을 고려한 동적 p-y 곡선에 관한 연구가 수행되었으나 공통된 조건으로 말뚝 캡이 지표면 위에 노출되어 있고, 상부구조물은 단순 중량으로 말뚝 캡에 추가하여 동적 p-y 곡선을 확인하였다. 그러나 해양구조물인 경우를 제외한 보편적인 무리말뚝의 경우 지반에 근입하여 시공됨에 따라 말뚝 캡의 근입 여부가 말뚝의 동적 p-y 곡선에 영향을 미칠 것으로 보인다. 이에 본 연구에서는 말뚝 캡의 지반 근입에 따른 무리말뚝의 동적거동을 확인하기 위해 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 무리말뚝의 말뚝 캡이 지반에 근입된 경우와 근입되지 않은 경우의 동적거동은 다르게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.85-90
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• 2012

본 논문은 ABAQUS 유한 요소 프로그램을 사용하여 다층지반(화강풍화토-점토-화강풍화토)에서의 외말뚝과 군말뚝의 횡하중에 대한 영향을 설명한다. 본 연구에서의 변수는 캡이 없는 외말뚝과 캡이 있는 군말뚝으로, 파일의 직경은 0.5m, 길이는 10m인 말뚝을 사용하였다. 수치 해석은 말뚝의 간격을 (s=3D, 4D, 5D) 변화시켜 외말뚝과 군말뚝의 거동을 비교하기 위하여 수행되었다. $1{\times}3$군말뚝(leading pile, middle pile, trail pile)은 각각의 말뚝의 저항분포와 수평저항력을 조사하기 위하여 선정되었다. 점토의 해석모델은 Druker-Prager 구성관계를 이용하였고, 화강풍화토의 물성치는 기존의 논문을 사용하였으며, 말뚝은 탄성 원형 콘크리트로 모델링하였다. 해석 결과, 말뚝의 간격이 넓어짐에 따라 P-multiplier의 값이 leading pile의 영향을 덜 받는 것으로 나타났다. 또한, 단층지반이 다층지반에 비해 수평저항력이 약 4~20% 크게 작용하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.29-41
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• 2005

우리나라의 소규모 항만이나 어항인 경우에 설계파는 낮지만 지반조건이 좋지 않은 경우가 많기 때문에 기존의 방파제 축조공법을 이용할 경우 비용이 커질 뿐만 아니라 건설재료의 확보가 어려운 실정이다. 따라서 설계파가 비교적 낮은 경우에 저렴하게 적용할 수 있는 새로운 형식의 방파제에 대한 수요가 증가함에 따라, 본 연구에서는 지반에 대한 특별한 처리 없이 간편하게 설치할 수 있는 가로널식 방파제를 개발하였다. 이 논문은 개발된 가로널식 방파제에 대해 방파제의 근입깊이 및 보강기법, 배치 형태 등 다양한 조건에 따른 방파제의 횡방향 거동을 분석한 것으로 이를 위해 느슨한 모래지반을 대상으로 모형 토조실험을 수행하였다. 실험 결과, 근입깊이 이외에도 경사 버팀보나 앵커등 보강재의 효과 및 방파제 배치 형식에 따른 경향을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.47-55
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• 2005

본 연구에서는 점토지반에서 수평력을 받는 군말뚝과 단말뚝의 수평저항력을 파악하기 위하여 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수치해석을 행하였다. 수치해석은 말뚝직경(1.0, 0.5m), 말뚝길이(7, 10m) 그리고 두부조건(두부자유와 말뚝캡을 적용한 두부구속조건)을 변수로 하여 실시하였다. 수평력 작용시 선말뚝(leading pile)의 캡에 의한 영향과,군말뚝내의 각각의 말뚝에 대한수평저항력의 크기와 분포를 평가하기 위하여 1$\times$3 군말뚝을 사용하였다. 점토지반은 Cam-clay 모델을 사용하였고, 말뚝은 원형의 콘크러트로 탄성모델을 사용하여 3차원 해석을 수행하였다. 해석결과 말뚝캡의 크기는 단말뚝의 수평저항력에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 군말뚝내의 선말뚝은 군말뚝의 효과에 의해 수평저항력이 증가하면서 Brown이 제안한p-multiplier 값이 1보다 크게 평가되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권5호
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• pp.571-584
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• 2012

Appropriate assessment of lateral capacity of pile foundation is known to be a complex problem involving soil-structure interaction. Having reviewed the available methods in brief, relative paucity of simple and rational technique to evaluate lateral capacity of pile in layered soil is identified. In this context, two efficient approaches for the assessment of lateral capacity of short pile embedded in bi-layer cohesive deposit is developed. It is presumed that the allowable lateral capacity of short pile is generally dictated by the permissible lateral displacement within which pile-soil system may be assumed to be elastic. The applicability of the scheme, depicted through illustration, is believed to be of ample help at least for practical purpose.