• 한국지반공학회논문집
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• 제23권9호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구에서는 수치해석을 통해 말뚝캡의 강성에 따른 거동차이를 분석하였다. 따라서 강성캡과 연성캡을 선정하여 상부교각과 하부군말뚝기초를 일체화하여 일련의 해석을 수행하였다. 해석 시 캡강성에 영향을 주는 캡의 탄성계수와 두께, 상부 교각길이, 지반반력, 그리고 말뚝직경 등을 고려하였다. 본 연구결과 군말뚝내 개별말뚝에 작용하는 하중은 말뚝캡의 강성에 크게 좌우되었으며 그 결과, 연성캡 해석결과는 강성캡에 비하여 수평하중과 휨모멘트가 상대적으로 크게 발생하므로 좀 더 보수적인 설계가 가능하리라 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.27-37
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• 2015

마이크로파일은 직경 300mm 이하의 소규모 말뚝기초형식으로, 기초구조물의 보강을 위해 널리 적용되고 있다. 본 연구에서는 일련의 인발재하시험을 통하여 그룹 마이크로파일의 설치조건에 대한 영향을 조사하였다. 본 연구를 위하여, 다양한 설치간격과 설치각도로 설치된 그룹 마이크로파일을 이용한 인발재하시험을 수행하였으며, 실험결과를 통해 인발지지력 증가특성과 인발변위 감소특성을 조사하였다. 인발저항력은 주로 마이크로파일의 설치각도에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 인발저항력의 증가는 설치각도 15도, 30도, 45도에서 각각 33%, 59%, 5%가 증가되는 것으로 나타났다. 설치간격에 따른 인발변위의 감소량은 더 좁은 설치간격조건에서 크게 나타났으며, 동일한 설치간격조건에서의 설치각도에 따른 인발변위 저감율은 설치각도 15도, 30도, 45도에서 각각 50%, 53%, -45%가 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.57-64
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• 2012

본 연구에서는 모형실험을 실시하여 수평하중 작용 시 무리말뚝의 거동을 평가하였다. 암반을 모사한 콘크리트 블럭에 모형말뚝을 말뚝직경(D)의 1배로 근입시키고, 상부에 모래를 1m 깊이로 포설한 $2{\times}3$ 배열의 무리말뚝에 대하여 모형실험을 실시하였다. 그리고 말뚝길이는 11D, 15D와 20D의 세 종류이다. 각 조건에 대한 모형실험의 결과를 수평하중-변위 곡선으로 나타냈으며, 지반 속에서 발생한 말뚝의 변위를 측정하였다. 모형실험 결과, 말뚝 길이/직경의 비(L/D)가 작아질수록 항복하중은 커지고, 항복하중에서의 수평변위는 증가하는 경향을 나타냈다. 도로교설계기준의 수평변위 기준인 15mm에서의 하중을 비교한 결과, L/D가 11, 15, 20에서의 항복하중은 각각 11.7, 6.2, 3.4kN으로 나타났다. 모든 실험 조건에 대하여 지반 속에서 발생한 말뚝의 수평변위는 거의 직선적으로 나타났고, 모형 말뚝이 콘크리트 블록에 소켓된 지점에서 파괴가 발생하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.45-54
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• 1999

지진의 연직성분에 의해 유발된 해진시 단일개단말뚝의 거동에 관한 이전의 연구들에서 단일개단말뚝의 지지력은 완전히 감소되었으며 관내토의 폐색도 완전히 파괴된 것으로 밝혀졌다 그러나 개단말뚝이더라도 말뚝의 관입길이가 길 경우 해진에 대하여 말뚝이 안정성을 유지할수 있고 개단강관말뚝일 경우에는 비교적 관입깊이가 짧을 경우에도 해진에 대하여 안정성을 유지할 수있을 것으로 예상된었다 본 연구에서는 초세립질 포화모래지반을 담고 잇는 소형압력토조에 단일개단말뚝 2개 또는 4개의 개단무리말뚝을 관입길이 7-40m로 모델링하여 관입시켰으며 각각의 말뚝에 대하여 압축정재하시험을 실시한후 극한지지력의 약 95%의 압축하중을 재하시킨 상태에서 해진의 진동을 작용시키면서 지지력의 감소를 확인하였고 해진 작용후의 각각의 말뚝에 대하여 압축정재하시험을 실시하였다. 해진시 천해에 설치된 단일개단말뚝과 군말뚝의 지지력은 감소되지 않았다 그러나 심해에 설치된 말뚝의 안정성은 말뚝의 지중관입 깊이에 좌우되었다 즉 27m이상 관입된 단일개단말뚝의 지지력은 안정하였으며 13m이상 관입된 2개 및 4개 군말뚝은 안정하였다 그런 7m 관입된 2개 군말뚝은 파괴되었으며 7m 관입된 4개 군말뚝의 지지력은 15%만큰 저감되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권3호
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• pp.377-386
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• 2022

This paper considers dynamic impedance functions and presents a detailed analysis of the soil plasticity influence on the pile-group foundation dynamic response. A three-dimensional finite element model is proposed, and a calculation method considering the time domain is detailed for the nonlinear dynamic impedance functions. The soil mass is modeled as continuum elastoplastic solid using the Mohr-Coulomb shear failure criterion. The piles are modeled as continuum solids and the slab as a structural plate-type element. Quiet boundaries are implemented to avoid wave reflection on the boundaries. The model and method of analysis are validated by comparison with those published on literature. Numerical results are presented in terms of horizontal and vertical nonlinear dynamic impedances as a function of the shear soil parameters (cohesion and internal friction angle), pile spacing ratio and frequencies of the dynamic signal.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.65-74
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• 2003

본 연구에서는 말뚝이 근입된 연약지반의 탄소성 해석을 수행하여 말뚝에 작용하는 하향력을 산정하였다. 이때 단독말뚝과 군말뚝(3$\times$3, 5$\times$5)을 대상으로 각각 2차원과 3차원 유한요소해석을, 말뚝주면에서 slip의 유무에 따라 수행하여 그 영향정도를 파악하였다. 하향력의 발생정도는 말뚝주면에서의 마찰계수, 지표면과 말뚝두부에 작용하는 상재하중에 큰 영향을 받는다. 이와 같은 영향인자를 토대로 수치해석 결과, 하향력은 no-slip의 경우가 slip의 경우에 비해서 상당히 과대하게 산정되었으며, 또한 말뚝두부에 하중이 증가함에 따라 하향력은 감소하는 것을 알 수 있었다. 한편 그룹효과가 있는 군말뚝의 하향력은 단독말뚝의 하향력에 비해서 크게 감소 하는 것으로 나타났으며, 수치 및 사례분석을 통해 slip 해석의 적절함을 확인하였다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제3권1호
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• pp.55-79
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• 2010

The effect of soil-structure interaction on a single-storey, two-bay space frame resting on a pile group embedded in the cohesive soil (clay) with flexible cap is examined in this paper. For this purpose, a more rational approach is resorted to using the finite element analysis with realistic assumptions. Initially, a 3-D FEA is carried out independently for the frame on the premise of fixed column bases in which members of the superstructure are discretized using the 20-node isoparametric continuum elements. Later, a model is worked out separately for the pile foundation, by using the beam elements, plate elements and spring elements to model the pile, pile cap and soil, respectively. The stiffness obtained for the foundation is used in the interaction analysis of the frame to quantify the effect of soil-structure interaction on the response of the superstructure. In the parametric study using the substructure approach (uncoupled analysis), the effects of pile spacing, pile configuration, and pile diameter of the pile group on the response of superstructure are evaluated. The responses of the superstructure considered include the displacement at top of the frame and moments in the columns. The effect of soil-structure interaction is found to be quite significant for the type of foundation considered in the study. Fair agreement is observed between the results obtained herein using the simplified models for the pile foundation and those existing in the literature based on a complete three dimensional analysis of the building frame - pile foundation - soil system.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.239-249
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• 1999

본 논문에서는 측방변형을 받는 수동 군말뚝의 거동특성을 연구하기 위해 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 상대밀도와 두부구속조건을 변화시킨 단독말뚝과 말뚝 중심간격이 말뚝직경(D)의 2.5, 5.0, 7.0배가 되는 1열 군말뚝에 대한 모형실험을 실시하였다. 실내모형실험은 주문진 표준사와 화강 풍화토에 근입된 수동말뚝에 직사각형 형태의 측방변위를 점진적으로 가하여 주문진 표준사에 대해 총 32회, 화강풍화토에 대해 총 16회의 실험을 실시하였다. 주문진 표준사에 대해서는 알루미늄과 PVC말뚝을, 화강풍화토에 대해서는 PVC 말뚝만을 사용하였다. 그 결과 수동말뚝에서 발생하는 최대 휨모멘트와 말뚝변위는 말뚝의 휨강성, 말뚝중심간격, 지반조건, 두부구속조건에 따라 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 1열 군말뚝은 두부 구속조건에 상관없이 말뚝중심간격 7.0D 이하에서 그룹효과가 나타났으며, 7.0D에서 거의 단독말뚝과 같은 거동을 보임을 알 수 있었다. 말뚝의 간격이 좁아짐에 따라 말뚝의 변위와 휨모멘트 모두 감소하였다. 아울러 말뚝의 휨강성이 클수록 휨모멘트는 증가하나 변위는 감소하고, 상대밀도가 클수록 휨모멘트와 변위는 커지는 경향을 보였다. 상대밀도에 대한 휨모멘트의 크기 변화는 고정단에 의한 실험보다 자유단에 의한 실험에서 더 크게 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1132-1139
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• 2010

The steel pipe of steel-concrete composite piles increases the pile strength and induces the ductile failure by constraining the deformation of the inner concrete. In this research, the load-movement relations and the reinforcement effect by the outer steel pipe in the steel-concrete composite pile were analyzed by performing three-dimensional numerical analyses, which can simulate the yielding behavior of pile material and the elasto-plastic behavior of soils. The parameters analyzed in the study include three pile materials of steel, concrete and composite, pile diameter, pile distance and loading direction. As the results, the axial capacity of the composite pile was about 73% larger than that of the steel pipe pile and about 14% larger than that of the concrete pile. In addition, the horizontal movement at the pile head of the composite pile was about 51% of that of the steel pile and about 19% of that of the concrete pile.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권6호
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• pp.513-521
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• 2020

In this paper, due to the need for cutting cement-soil group pile composite foundation under the 7-story masonry structure of Zhenghe District and the shield tunnel of Zhengzhou Metro Line 5, a field test was conducted to directly cut cement-soil single pile composite foundation with diameter Ф=500 mm. Research results showed that the load transfer mechanism of composite foundation was not changed before and after shield tunnel cut the pile, and pile body and the soil between piles was still responsible for overburden load. The construction disturbance of shield cutting pile is a complicated mechanical process. The load carried by the original pile body was affected by the disturbance effect of pile cutting construction. Also, the fraction of the load carried by the original pile body was transferred to the soil between the piles and therefore, the bearing capacity of composite foundation was not decreased. Only the fractions of the load carried by pile and the soil between piles were distributed. On-site monitoring results showed that the settlement of pressure-bearing plates produced during shield cutting stage accounted for about 7% of total settlement. After the completion of pile cutting, the settlements of bearing plates generated by shield machine during residual pile composite foundation stage and shield machine tail were far away from residual pile composite foundation stage which accounted for about 15% and 74% of total settlement, respectively. In order to reduce the impact of shield cutting pile construction on the settlement of upper composite foundation, it was recommended to take measures such as optimization of shield construction parameters, radial grouting reinforcement and "clay shock" grouting within the disturbance range of shield cutting pile construction. Before pile cutting, the pile-soil stress ratio n of composite foundation was 2.437. After the shield cut pile is completed, the soil around the lining structure is gradually consolidated and reshaped, and residual pile composite foundation reaches a new state of force balance. This was because the condensation of grouting layer could increase the resistance of remaining pile end and friction resistance of the side of the pile.