• Interaction and multiscale mechanics
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• 제5권1호
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• pp.57-73
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• 2012

The paper presents the analysis of two groups of piles subjected to lateral loads incorporating the non-linear behaviour of soil. The finite element method is adopted for carrying out the parametric study of the pile groups. The pile is idealized as a one dimensional beam element, the pile cap as two dimensional plate elements and the soil as non-linear elastic springs using the p-y curves developed by Georgiadis et al. (1992). Two groups of piles, embedded in a cohesive soil, involving two and three piles in series and parallel arrangement thereof are considered. The response of the pile groups is found to be significantly affected by the parameters such as the spacing between the piles, the number of piles in a group and the orientation of the lateral load. The non-linear response of the system is, further, compared with the one by Chore et al. (2012) obtained by the analysis of a system to the present one, except that the soil is assumed to be linear elastic. From the comparison, it is observed that the non-linearity of soil is found to increase the top displacement of the pile group in the range of 66.4%-145.6%, while decreasing the fixed moments in the range of 2% to 20% and the positive moments in the range of 54% to 57%.

• Coupled systems mechanics
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• 제3권4호
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• pp.367-384
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• 2014

The study deals with the physical modeling of a typical single storeyed building frame resting on pile foundation and embedded in cohesive soil mass using the finite element based software SAP-IV. Two groups of piles comprising two and three piles, with series and parallel arrangement thereof, are considered. The slab provided at top and bottom of the frame along with the pile cap is idealized as four noded and two dimensional thin shell elements. The beams and columns of the frame, and piles are modeled using two noded one dimensional beam-column element. The soil is modeled using closely spaced discrete linear springs. A parametric study is carried out to investigate the effect of various parameters of the pile foundation, such as spacing in a group and number of piles in a group, on the response of superstructure. The response considered includes the displacement at the top of the frame and bending moment in columns. The soil-structure interaction effect is found to increase the displacement in the range of 38 -133% and to increase the absolute maximum positive and negative moments in the column in the range of 2-12% and 2-11%. The effect of the soil- structure interaction is observed to be significant for the type of foundation and soil considered in this study. The results obtained are compared further with those of Chore et al. (2010), wherein different idealizations were used for modeling the superstructure frame and sub-structure elements (foundation). While fair agreement is observed in the results in either study, the trend of the results obtained in both studies is also same.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권3호
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• pp.231-242
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• 2023

This paper represents a comparative study in which Gene Expression Programming (GEP), Group Method of Data Handling (GMDH), and multiple linear regressions (MLR) were utilized to derive new equations for the prediction of time-dependent bearing capacity of pile foundations driven in cohesive soil, technically called pile set-up. This term means that many piles which are installed in cohesive soil experience a noticeable increase in bearing capacity after a specific time. Results of researches indicate that side resistance encounters more increase than toe resistance. The main reason leading to pile setup in saturated soil has been found to be the dissipation of excess pore water pressure generated in the process of pile installation, while in unsaturated conditions aging is the major justification. In this study, a comprehensive dataset containing information about 169 test piles was obtained from literature reviews used to develop the models. to prepare the data for further developments using intelligent algorithms, Data mining techniques were performed as a fundamental stage of the study. To verify the models, the data were randomly divided into training and testing datasets. The most striking difference between this study and the previous researches is that the dataset used in this study includes different piles driven in soil with varied geotechnical characterization; therefore, the proposed equations are more generalizable. According to the evaluation criteria, GEP was found to be the most effective method to predict set-up among the other approaches developed earlier for the pertinent research.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.259-268
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• 1993

이론적 해석과 수치 해석을 통하여 단독말뚝과 군말뚝에서 발생하는 downdrag 하중을 연구 검토하였다. 본 연구의 목적은 그룹 안에서 개개 말뚝들의 downdrag 하중 크기와 분포 정도를 파악하는데 있다. 따라서 단독말뚝과 군말뚝에서 발생하는 downdrag을 수치 해석하였으며 단독말뚝의 경우에 있어서는 비교적 정확한 downdrag 해석법을 제시하였다. 연구결과 그룹안의 개개 말뚝들은 단독말뚝의 경우에서 발생하는 downdrag하중보다 훨씬 작은 하중을 받는 것을 알 수 있었다. 또한 군말뚝의 간격: 직경의 비가 2.5에서 5.0까지 변하는 9-25개 군말뚝의 downdrag 하중을 고려한 설계시 추천할 수 있는 방법을 제시 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.119-127
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• 2013

최근 해양구조물의 건설이 활발해짐에 따라 해상 부유식 구조체를 경제적으로 지지할 수 있는 새로운 기초형식을 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 대구경 단일형 석션파일 대신에 다수의 중구경 석션파일을 콘크리트 파일캡으로 결합한 그룹형 석션파일 형식에 대하여 연구하였다. 해상 부유식 구조체에 사용되는 기초의 경우 수평방향 하중이 지배적이므로 그룹형 석션파일의 수평방향 지지거동을 3차원 유한요소 해석을 통해 분석하였다. 그룹형 석션파일은 근입깊이가 얕아서 강체기초 거동을 하게 되므로 수평방향 거동을 분석할 때 지표면 부근의 낮은 구속압을 받는 지반의 정밀한 거동 모사가 필요하다. 이를 위하여, 탄성계수, 지반강도 등을 지반 구속압에 따라 증가되도록 모델링하였다. 해석조건은 석션파일 중심간 거리, 그리고 사질토와 점성토의 지반조건 등을 변화시키며 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 석션파일 사이의 간격이 증가함에 따라 점차 항복하중이 증가하였으며, 그룹형 석션파일의 항복하중은 S/D=5인 경우 회전을 허용한 단일형 석션파일 항복하중의 약 3배인 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제49권1호
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• pp.95-110
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• 2014

The study deals with physical modeling of space frame-pile foundation and soil system using finite element models. The superstructure frame is analyzed using complete three-dimensional finite element method where the component of the frame such as slab, beam and columns are descretized using 20 node isoparametric continuum elements. Initially, the frame is analyzed assuming the fixed column bases. Later the pile foundation is worked out separately wherein the simplified models of finite elements such as beam and plate element are used for pile and pile cap, respectively. The non-linear behaviour of soil mass is incorporated by idealizing the soil as non-linear springs using p-y curve along the lines similar to that by Georgiadis et al. (1992). For analysis of pile foundation, the non-linearity of soil via p-y curve approach is incorporated using the incremental approach. The interaction analysis is conducted for the parametric study. The non-linearity of soil is further incorporated using iterative approach, i.e., secant modulus approach, in the interaction analysis. The effect the various parameters of the pile foundation such as spacing in a group and configuration of the pile group is evaluated on the response of superstructure owing to non-linearity of the soil. The response included the displacement at the top of the frame and bending moment in columns. The non-linearity of soil increases the top displacement in the range of 7.8%-16.7%. However, its effect is found very marginal on the absolute maximum moment in columns. The hogging moment decreases by 0.005% while sagging moment increases by 0.02%.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.57-70
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• 2012

연약지반에 시공되는 송전철탑의 경우 말뚝기초가 주로 사용되나, 부등침하로 인한 철탑구조물의 손상이 유발될 수 있으며, 이에 따라 미국과 일본에서는 4각의 기초를 연결보로 연결한 연결형 기초의 사용을 추천하고 있다. 본 연구에서는 송전철탑에 작용하는 하중조건과 연결보의 강성조건이 연결형 말뚝기초의 수평거동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 1/8 규모의 축소모델을 이용한 연결형 말뚝기초의 수평재하시험을 수행하였다. 본 시험결과 연결형 기초는 말뚝기초에 비하여 지지력이 크고 부등변위등의 송전철탑의 안전성을 저해하는 요인에 저항하는 효율적인 기초 형식인 것으로 나타났으며, 특히 연결보의 상대강성에 따른 효과를 분석한 결과 연결보의 강성이 매트의 강성대비 25%에서 연결형 기초의 형식으로 사용의 효율성이 좋은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.57-67
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• 2013

마이크로파일 기초는 1950년대 Lizzi에 의해 개발된 이후 널리 이용되고 있다. 무리 마이크로파일의 효과에 대한 연구는 많은 연구자들로부터 수행되어 왔다. 무리 형태로 설치된 마이크로파일의 지지성능 발휘 효과는 지반조건 및 말뚝의 길이, 말뚝의 설치 간격(S), 말뚝의 설치각도(${\theta}$), 말뚝의 배치조건 등 다양한 변수에 의해 변화된다. 본 연구에서는 다양한 조건에서의 연직재하시험을 통하여 무리 마이크로파일의 저항력증가효과와 침하억제효과를 규명하도록 하였다. 본 연구를 위하여, 전면기초(Mat)와 무리 마이크로파일 기초(GP), 마이크로파일을 이용한 마이크로파일지지 전면기초(MPR)에 대한 연직재하시험을 다양한 설치간격과 설치각도 조건에서 수행하였다. 실험결과 마이크로파일지지 전면기초(MPR)의 저항력이 전면기초(Mat)와 무리 마이크로파일(GP)의 저항력의 80%(S=3D)-110%(S=7D)로 측정되는 것으로 나타났으며, 마이크로파일지지 전면기초(MPR)의 침하억제효과가 전면기초(Mat)의 20%(S=3D, ${\theta}=45^{\circ}$)에서 70%(S=7D, ${\theta}=15^{\circ}$) 수준까지 측정 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.151-158
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• 2000

The lateral deformation of one row pile groups was investigated based on analytical study and a numerical analysis. The emphasis was on quantifing the load transfer of pile groups subjected to lateral soil movement. An analytical method to consider pile-soil interaction in weathered soil was developed using load-transfer curve methods. Through the comparative study, it is found that the prediction by present approach is in good agreement with the general trend observed by in-situ measurements.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.407-414
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• 1999

A simple seismic design procedure for pile foundation using PAR and LPILE$\^$plus/ was proposed. A case of pile foundation under a simple bridge was selected and analyzed. The calculated horizontal movements, shear forces and moments were compared with those evaluated by the numerical exact solutions, and the farmers had similar trends with the tatters.