• 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.

• 한국해양공학회지
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• 제27권3호
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• pp.15-21
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• 2013

Anchors are primarily designed and constructed to resist outwardly directed loads imposed on the foundation of a structure. These outwardly directed loads are transmitted to the soil at a greater depth by the anchors. Buried anchors have been used for thousands of years to stabilize structures. Various types of earth anchors are now used for the uplift resistance of transmission towers, utility poles, submerged pipelines, and tunnels. Anchors are also used for the tieback resistance of earth-retaining structures, waterfront structures, at bends in pressure pipelines, and when it is necessary to control thermal stress. In this research, we analyzed the uplift behavior of plate anchors in clay using a laboratory experiment to estimate the uplift behavior of plate anchors under various conditions. To achieve the research purpose, the uplift resistance and displacement characteristics of plate anchors caused by the embedment ratio, plate diameter, and loading rate were studied, compared, and analyzed for various cases.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1219-1227
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• 1994

앵커의 극한인발력을 결정하기 위해서는 인발에 의한 지반의 파괴기구를 정확하게 알아야 한다. 그러나 앵커의 인발저항에 영향을 끼치는 요소 중에서 묻힘비에 따른 파괴기구의 변화에 대한 기존의 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 판앵커의 수직인발시 묻힘비에 따른 파괴가구의 변화를 보다 명확히 관찰하고, 지존의 극한인발력 산정식의 적용성을 판단하기 위하여 탄소봉으로 조성된 평면변행률상태의 지반에서 모형실험을 실시하였다. 그 결과로서, 얕은앵커상태와 깊은앵커상태일 때의 지반의 파괴특성을 명확히 구분할 수 있었으며, 깊은앵커의 극한인발력의 산정에 앞서 얕은앵커의 해석이 선행되어야 한다는 것이 증명되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제26권5호
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• pp.31-39
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• 2012

Anchors are primarily designed and constructed to resist outwardly directed loads imposed on the foundation of a structure. These outwardly directed loads are transmitted to the soil at a greater depth by the anchors. Buried anchors have been used for thousands of years to stabilize structures. Nowadays, various types of earth anchors are used for the uplift resistance of transmission towers, utility poles, submerged pipelines, and tunnels. Anchors are also used for the tieback resistance of earth-retaining structures, waterfront structures, at bends in pressure pipelines, and when it is necessary to control thermal stress. In this research we analyzed the uplift behavior of plate anchors in sand using a laboratory experiment to estimate the uplift behavior of plate anchors under various conditions. To achieve the research purpose, the uplift resistance and displacement characteristics of plate anchors caused by the embedment ratio, plate diameter, and loading rate were studied, compared, and analyzed in various cases.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.191-201
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• 2024

본 연구에서는 3차원 유한요소 해석을 이용하여 기존 건축물의 수직증축 리모델링을 위한 말뚝지지 조건에 따른 기존 및 보강말뚝의 거동에 대해 분석하였다. 수치해석에서 기존 및 보강말뚝 거동의 영향인자로는 캡지지 조건(군말뚝 기초, 말뚝지지 전면기초)과 기존말뚝의 선단근입조건(암반근입, 토사근입)을 고려하였다. 기존말뚝과 보강말뚝의 정량적 거동 분석을 위해 침하량, 하중분담률, 해석 단계에 따른 심도별 축력을 결과로 도출하였다. 분석 결과, 선재하공법 적용에 기인하여 보강말뚝에서 가장 큰 침하량이 발생한 것을 확인하였다. 특히 선단근입조건에 관계없이 군말뚝에서 큰 침하량이 발생하였다. 말뚝지지 전면기초에서는 기초판(Raft)의 영향으로 인해 침하량 및 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담률이 작아지는 것을 확인하였다. 심도별 축력 분포도에서는 군말뚝과 말뚝지지 전면기초 간의 축력 분포에 차이가 나타났으며, 이는 침하량과 하중분담률에 영향을 미치는 주요 요소로 작용하는 것으로 보인다. 수치해석 결과를 바탕으로 수직증축 리모델링을 위한 말뚝기초 설계에 있어서 캡지지 조건과 선단근입 조건을 고려해야 함을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권4호
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• pp.701-714
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• 2017

The effect of nearby cohesionless sloping ground on the uplift capacity of horizontal strip plate anchor embedded in sand deposit with horizontal ground surface has been studied numerically. The numerical analysis has been carried out by using the lower bound theorem of limit analysis with finite elements and linear optimization. The results have been presented in the form of non-dimensional uplift capacity factor of anchor plate by changing its distance from the slope crest for different slope angles, embedment ratios and angles of soil internal friction. It has been found that the decrease in horizontal distance between the edge of the anchor plate and the slope crest causes a continuous decrease in uplift capacity of anchor plate. The optimum distance is that distance between slope crest and anchor plate below which uplift capacity of an anchor plate has been found to decrease with a decrease in normalized crest distance from the anchor plate in presence of nearby sloping ground. The normalized optimum distance between the slope crest and the anchor plate has been found to increase with an increase in slope angle, embedment ratio and soil internal friction angle.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.43-53
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• 2011

철근 콘크리트 부재에서 부착강도는 콘크리트와 보강근 사이에 중요한 요소 중 하나이다. 본 실험에서는 인공경량골재를 사용한 경량콘크리트와 이형철근의 부착강도의 특성을 확인하기 위하여 인발실험을 수행하였다. 콘크리트의 압축강도, 이형철근의 직경과 묻힘길이를 변수로 하는 144개의 인발실험 시험체가 사용되었다. 보통콘크리트와의 비교를 위하여 물/시멘트 비 50%의 보통콘크리트의 인발실험을 수행하였으며, 실험을 통해서 부착응력-미끌림 관계와 파괴형상을 평가하였다. 물/시멘트 비에 따른 콘크리트의 압축강도가 증가할수록 부착강도는 증가하였다. 또한 인발실험을 토대로 회귀분석을 실시하여 경량 콘크리트의 부착응력에 대한 산정식을 제안하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권4호
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• pp.615-630
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• 2015

The use of helical anchors has been extensively beyond their traditional use in the electrical power industry in recent years. They are commonly used in more traditional civil engineering infrastructure applications so that the advantages of rapid installation and immediate loading capability. The majority of the research has been directed toward the tensile uplift behaviour of single anchors (only one plate) by far. However, anchors commonly have more than one plate. Moreover, no thorough numerical and experimental analyses have been performed to determine the ultimate pullout loads of multi-plate anchors. The understanding of behavior of these anchors is unsatisfactory and the existing design methods have shown to be largely inappropriate and inadequate for a framework adopted by engineers. So, a better understanding of helical anchor behavior will lead to increased confidence in design, a wider acceptance as a foundation alternative, and more economic and safer designs. The main aim of this research is to use numerical modeling techniques to better understand multi-plate helical anchor foundation behavior in soft clay soils. Experimental and numerical investigations into the uplift capacity of helical anchor in soft clay have been conducted in this study. A total of 6 laboratory tests were carried out using helical anchor plate with a diameter of 0.05 m. The results of physical and computational studies investigating the uplift response of helical anchors in soft clay show that maximum resistances depend on anchor embedment ratio and anchor spacing ratio S/D. Agreement between uplift capacities from laboratory tests and finite element modelling using PLAXIS is excellent for anchors up to embedment ratios of 6.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.25-35
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• 2018

구조물-지반-구조물 상호작용을 확인하기 위하여 다양한 크기를 가지는 얕은 기초에 대하여 원심모형실험에 의한 진동대실험을 실시하고 결과를 분석하였다. 낙사법을 이용하여 지반을 조성하였으며, 두 기초의 이격 거리 및 매립에 따른 거동을 평가하였다. 원심모형실험 시 측정된 깊이별 지반 가속도는 입력 지진파의 크기가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 증폭 현상에 의하여 지표면에서 가장 큰 값을 보였다. 두 기초의 이격 거리가 줄어듦에 따라 구조물-지반-구조물 상호작용에 의하여 가속도 응답 스펙트럼 비(RRS)의 크기는 커지며, RRS 값이 최대가 되는 주기는 줄어 들었다. 동일한 이격 거리에서 기초가 지반에 매립될 경우, 두 기초의 RRS는 감소하는 경향을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.19-25
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• 2007

쇄석말뚝은 느슨한 사질토지반이나 점토지반에 치환법에 의해 다져진 자갈이나 쇄석을 연약한 지반에 삽입하여 개량하는 공법이다. 쇄석말뚝 공법은 흙과 말뚝 접촉면에서 압밀거동이 다양한 인자에 의해 영향을 받게 되어 정량적인 해석에 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 재하시험을 통해 선단지지 군말뚝의 거동에 대한 다양한 인자의 영향을 조사하였다. 궁극적으로 연약지반의 개량 특성과 설계인자의 영향력을 PR값을 사용하여 평가하였다. 실험결과와 계산된 PR 값으로부터 쇄석말뚝의 침하거동이 근입비나 매트의 설치여부 보다는 말뚝의 직경이나 복합지반의 치환율에 의해 영향을 받고 있음을 알 수 있다.