• 한국농촌건축학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.1-8
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• 2021

Rural multi-purpose buildings needs to ensure their safety against various disasters. Therefore, a pile foundation, which is a foundation type that can transmit the load of the structure to the bedrock layer, has been designed. The pile foundation method is largely divided into driving piles method and pre-bored pile method. Recently, in order to respond to the Noise and Vibration Control Act and related environmental complaints, construction of pile foundation adopts pre-bored pile method. The bearing capacity of the pre-bored pile method is calculated through a load test in situ. However, a disadvantage stems in that it is difficult to measure the ultimate bearing capacity due to field conditions. Therefore, in this study, the skin frictional force of pre-bored pile was measured through a model test in laboratory for each pile filling material. In result, the pile filling material with using circulating resources shows superior skin frictional force than ordinary portland cement. This study also judged that the result can be applied in place of ordinary Portland cement in the field.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권6호
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• pp.769-781
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• 2015

The skin friction of a pile foundation is important and essential for its design and analysis. More attention has been given to the softening behaviour of skin friction of a pile. In this study, to investigate the load-transfer mechanism in such a case, an analytical solution using a nonlinear softening model was derived. Subsequently, a load test on the pile was performed to verify the newly developed analytical solution. The comparison between the analytical solution and test results showed a good agreement in terms of the axial force of the pile and the stress-strain relationship of the pile-soil interface. The softening behaviour of the skin friction can be simulated well when the pile is subjected to large loads; however, such behaviour is generally ignored by most existing analytical solutions. Finally, the effects of the initial shear modulus and the ratio of the residual skin friction to peak skin friction on the load-settlement curve of a pile were investigated by a parametric analysis.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4C호
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• pp.159-167
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• 2012

본 연구는 실내 모형말뚝 재하실험과 유한요소해석을 통해 모형말뚝 선단부 주변 흙의 변형률 거동을 비교 분석하였다. 모형말뚝의 하중을 모사하기 위해 LCM(load control method) 기법과 DCM(displacement control method) 기법을 소개하고, 이 중 수치해석에 타당한 기법을 제안하였다. 유한요소해석에 있어서 말뚝의 미끄럼 거동을 모사하기 위해 기존과는 달리 두 가지 경계면 요소를 사용하여 모형실험 결과와 비교하였다. 본 연구를 통해 비연관 흐름의 정도(degree of non-associated flow)가 수치해석 값 수렴에 중요한 요소임을 알 수 있었다. 또한 수치해석에 있어 대칭인 최대전단변형률 분포를 얻기 위해서는 새로이 개선된 유한요소망(finite element mesh)의 도입이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.103-112
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• 2012

말뚝에 대한 수평지지력 산정방법은 대부분이 토압론과 지반을 말뚝으로부터 분리하여 고려하기 때문에 지반과 말뚝의 상호작용을 효율적으로 고려하지 못하고 있다. 최근에 말뚝기술이 보다 개선됨에 따라서 수평하중을 받는 말뚝의 실제거동에 대한 규명이 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 말뚝과 지반의 상호작용을 고려할 수 있는 변형률 쐐기모델을 이용하여 단일 말뚝과 무리말뚝에 대한 거동 특성을 살펴보고자 한다. 수평하중을 받는 말뚝에 대한 거동을 알아보기 위하여 축소모형실험을 우선적으로 수행하였으며, 실제 규모의 말뚝조건에 대해서는 변형률 쐐기모델을 적용하여 말뚝의 거동특성을 예측하였다. 실내모형실험 결과와 수치해석의 전반적인 거동을 살펴보기 위하여 실험결과 및 해석결과를 이용하여 비교, 분석을 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.355-373
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• 2017

도심지에서의 터널굴착은 상부구조물과의 상호거동에 대한 이해가 필수적이다. 도심지에 사용중인 대부분의 구조물은 말뚝기초로 상부의 하중을 지지하고 있어, 터널 굴착 시 반드시 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 실내모형시험을 통해 기존의 군말뚝 기초 하부 터널굴착에 따른 축력 분포와 지반의 거동을 분석하였다. 말뚝 기초는 2, 3 열 말뚝으로 가정되었으며, 말뚝 선단부와 터널 천단부의 이격거리는 터널직경에 대한 일반화를 위해 터널 직경(D) 대비 0.5D, 1.0D 그리고 1.5D로 고려되었다. 지반은 약 30%의 상대밀도(Dr)를 가지는 느슨한 사질토로 형성되었으며, 말뚝의 축력 분포를 측정하기 위해 말뚝에 변형률게이지(strain gauge)를 부착하였다. 또한, 이격거리에 따른 군말뚝의 침하와 인접지반의 침하를 변위센서(linear variable differential transformer; LVDT)와 다이얼게이지(dial gauge)를 통해 측정였으며, 터널굴착에 따른 지중의 변형을 근거리사진계측기법(close range photogrammetric technique)을 통해 측정하였다. 수치 해석을 통해 실내모형시험 및 근거리사진계측 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서는 체적손실율(volume loss; $V_L$) 개념을 이용하여 터널굴착을 모사하였으며, 1.5%로 적용되었다. 연구결과, 이격거리가 멀어질수록 말뚝의 축력감소는 작게 나타났으며, 침하량은 모두 유사한 경향을 나타내었다. 특히, 말뚝 선단부와 터널 천단부의 이격거리가 0.5D에서 1.0D로 증가할 때 축력과 침하량의 가장 큰 감소율이 가장 큰 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권1호
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• pp.21-34
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• 2023

In order to analyze the effect of the cyclic lateral loading on the response of a pile-soil system, a full-scale single steel pile was subjected to one-way cyclic loading. The test pile was driven into a bi-layered soil consisting of a normally consolidated saturated clay overlying a silty sandy layer, the site being submerged by water up to one meter above the mudline in order to reproduce the conditions of an offshore pile foundation. The aim of this paper is to present the main results of interpretation of the cyclic lateral tests in terms of pile deflections, bending moment, and cyclic P-Y curves. From these latter an absolute secant reaction modulus E_AS,N was derived and a simple calculation model of the test single pile is proposed based on this modulus. Two applications of the proposed model are carried out, one with a 2D finite element modelling, and the second with a load transfer curves-based method.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.159-165
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• 2009

변형률 쐐기모델은 지반의 변형과 말뚝의 복합적인 상호거동을 반영하는 효과적인 횡방향 지지력 산정방법이며, 국내에서도 근래에 들어 실무에서 그 적용성이 점차 증가하고 있다. 특히 다층지반에서의 변형률 쐐기모델은 아직까지 국내에서 검증된 바가 없어, 다층지반에서 횡방향 하중을 받는 말뚝의 거동을 변형률 쐐기모델로 이해하기 위해서는 충분한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 다층 지반에서도 변형률 쐐기모델이 지반과 말뚝의 복합거동을 모사할 수 있는 유효한 모델인지 확인하기 위하여 모형실험과 수치해석기법으로 그 적용성을 확인해 보았다. 모형말뚝을 이용하여 직접 횡방향 하중을 재하시킴으로써 말뚝의 거동특성을 평가하고, 주면 마찰저항력의 크기로 지반의 변형률을 평가하여 지반의 수동쐐기를 도출하면서 지층의 강성에 따른 수동쐐기의 상태변화를 확인함으로써 다층지반에서의 적용성을 확인하였다. 아울러 수치해석 기법을 이용하여 모형실험을 검증함으로써 모형실험의 신뢰성을 검증하여 변형률 쐐기모델의 적용성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4588-4594
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• 2014

본 연구에서는 연약지반에서의 경량콘크리트포장을 적용할 때의 안전성 평가를 위해 실제 포장체 사이즈의 1/30으로 축소한 모형을 이용하여 모래지반에서 실험을 실시하였다. 모형토조를 이용하여 지반을 조성하였고, 표준 말뚝재하시험(완속재하시험방법)을 이용하였다. 수직하중이 적용되는 말뚝기초의 슬래브의 중심에서 가까운 순으로 Case A, Case B, Case C로 구분하였고, 각각의 말뚝의 간격은 8cm로 하였다. 말뚝기초 모형시험결과 사질토지반에서 수직하중을 1.5kg에서 12kg로 증가시킬 때 포장체가 전체적으로 침하하였고, 최대 침하량은 0.4mm로 측정되었다. Case A의 경우 압축력을 받는 것으로 나타났으며, Case B는 수직하중이 증가함에 따라 말뚝에 압축력과 함께 인장력도 같이 받는 것으로 보이며, Case C는 하중단계가 증가할수록 인장변형이 증가하는 경향을 나타내었다.

• 한국측량학회지
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• 제31권2호
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• pp.173-180
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• 2013

본 논문에서는 근접 사진측량을 이용한 모형말뚝 선단부 주변의 지반 변형 측정 방법에 대하여 연구하였다. 모형 토조에 말뚝을 단계적으로 관입하여 말뚝 주변에서 지반 변형이 발생하는 크기 및 궤적을 근접 사진측량으로 모니터링 하는 방법을 제시하였다. 토조에 설치된 평면 기준점을 셀프캘리브레이션 번들조정에 활용 가능하도록 가로 3장 및 세로 1장의 사진으로 구성하고, 정확하고 효율적인 사진측량을 위해 필요한 기준점 및 타겟점 영상 좌표 자동 독취, 그리고 토조 환경에서 필요한 토조 빛 굴절 등을 해결하기 위한 방법론을 제시하여 실험을 통해 검증하였다. 실험 결과, 말뚝 관입 단계에 따라 기준점 및 타겟점의 영상좌표를 자동으로 추출 가능하였고 토조 굴절이 고려된 번들조정을 통해 자동화된 지반 변형 측정이 가능하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.33-45
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• 2004

본 연구에서는 조립토 다짐말뚝에 대해 보다 체계적인 실내모형실험을 수행하여, 조립토 다짐말뚝과 인접지반의 하중분담 특성, 말뚝의 길이변화에 따른 지지력 특성, 재하면적의 크기 및 말뚝의 설치간격(인접지반의 치환율) 등이 지지력에 미치는 영향, 또한 군말뚝의 경우 위치별 말뚝의 지지력 특성 등, 궁극적으로 조립토 다짐말뚝의 합리적 설계를 위한 극한지지력 평가시 고려되어야 할 여러 조건하에서의 실험결과에 대한 분석이 수행되었다. 분석결과, 지배적인 파괴형태는 원추형에 가까운 팽창파괴임을 재차 확인하였으며, 재하면적이 커짐에 따라 극한지지력이 증가하는 현상도 확인하였다. 또한 말뚝의 설치간격이 줄어들수록 극한지지력은 증가하며, 설치위치에 따라 극한지지력이 변화하고, 말뚝의 길이가 극한지지력에 미치는 영향은 미소한 것으로 나타났다.