• Geomechanics and Engineering
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• 제31권2호
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• pp.209-222
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• 2022

Finite element analyses using coupled Eulerian-Lagrangian technique are performed to investigate the effect of soil conditions on plugging of open-ended piles in sands. Results from numerical simulations are compared against the data from field load tests on three open-ended piles and show very good agreement. A parametric study focusing on determination of the coefficient of lateral earth pressure (K) in soil plug after pile driving are then performed for various soil densities, end-bearing conditions, and layering conditions. Results from the parametric study suggest that the K value in the soil plug - and hence the degree of soil plugging - increases with increasing soil densities. The analysis results further show that the K value within the soil plug can reach about 63 to 71% of the coefficient of passive earth pressure after pile driving. For layered soil profiles, the greater K values are achieved after pile driving when the denser soil layer is present near the pile base regardless of number of soil layers. This study provides comprehensive numerical and experimental data that can be used to develop advanced theory for analysis and design of open-ended pipe piles, especially for estimation of inner shaft resistance after pile driving.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제51권2호
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• pp.267-276
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• 2014

Wharfs are essential to shipping and support very large gravity loads on both a short-term and long-term basis which cause quite large seismic internal forces. Therefore, these structures are vulnerable to seismic activities. As they are supported on vertical and/or batter piles, soil-pile interaction effects under earthquake events have a great importance in seismic resistance which is not yet fully understood. Seismic design codes have become more stringent and suggest the use of new design methods, such as Performance Based Design principles. According to Turkish Code for Coastal and Port Structures (TCCS 2008), the interaction between soil and pile should somehow be considered in the nonlinear analysis in an accurate manner. This study aims to explore the lateral load carrying capacity of recently designed wharf structures considering soil-pile interaction effects for different soil conditions. For this purpose, nonlinear structure analysis according to TCCS (2008) has been performed comparing simplified and detailed modeling results.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.53-63
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• 2018

무리말뚝의 내진설계를 수행할 때 지반-말뚝 동적상호작용을 고려하는 것이 중요하다. 특히, 동적하중을 받는 무리말뚝의 횡방향 저항력은 무리말뚝 효과에 의하여 단일말뚝과 비교하여 감소한다. 그러나, 지금까지 지진하중을 받는 무리말뚝의 동적 무리말뚝 효과를 제안한 연구는 매우 부족한 실정이다. 그러므로, 본 연구에서는 건조 모래지반에 설치된 $3{\times}3$ 무리말뚝에 대한 동적 원심모형실험을 수행하여 무리말뚝 효과를 산정하였다. 이 무리말뚝 효과는 동적 p-y 곡선에서 극한 횡방향 지반반력과 지반반력계수에 대한 보정계수(multiplier)를 적용하여 고려하였다. 그리고, 본 연구에서 얻어진 동적 p-y 곡선을 Beam on Nonlinear Winkler Foundation 모델을 이용한 비선형 동해석에 적용하여 그 적용성을 검증하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 무리말뚝의 보정계수가 원심모형실험 결과를 잘 모사할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권11호
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• pp.71-77
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• 2008

본 연구에서는 CPT 결과인 콘관입저항치 $q_c$값을 이용하여 말뚝의 극한수평단위지지력을 산정법을 제안하고자 한다. 이는 기존의 지반물성평가를 이용하여 평가되어 오던 간접적인 방법과 비교하여, 현장측정치의 직접적 적용을 위한 극한수평단위지지력 산정법 개발을 목표로 하고 있다. 점착력이 없는 사질토 지반을 대상으로 측정된 콘관입저항치 $q_c$값은 사질토지반에서 중요한 요소인 상대밀도, 연직응력, 수평응력에 대한 함수로 표현되며, 이는 기존에 제안되어온 극한수평지지력의 산정에 고려되는 요소들과 유사하다. 이러한 역학적 유사성을 바탕으로 CPT결과를 이용한 극한수평단위지지력 산정식을 제안하였다. 이는 점착력이 없는 사질토에 대상으로 하고 있으며, 그에 대한 해석을 위해 해석대상지반을 대상으로 제안된 산정식의 신뢰성을 확보하였다 극한수평단위지지력의 측정값과 예측값에 따른 비교에 대해 표준편차는 0.279를 보였으며, COV는 0.272의 값을 보여 측정된 극한수평단위지지력과 대체적으로 유사한 결과를 보였으며, 전반적으로 제안식에 의해 예측된 극한수평단위지지력이 실내모형실험을 통한 측정값에 근접함을 알 수 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권3호
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• pp.505-522
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• 2017

A fundamental study of drilled shafts-soil systems subjected to lateral cyclic loading in weathered soil was conducted using numerical analyses. The emphasis was on quantifying the soil resistance of laterally cyclic loaded pile using 3D finite element analysis. The appropriate parametric studies needed for verifying the cyclic p-y characteristic are presented in this paper. A framework for determining the cyclic lateral load transfer curve (p-y curves) on the basis of numerical analyses is proposed. Through comparisons with results of field load tests, the three-dimensional numerical methodology in the present study is in good agreement with the general trend observed by in situ measurements and thus, represents a realistic soil-pile interaction for laterally loaded piles in soil than that of existing p-y method. It can be said that a rigorous present analysis can overcome the limitations of existing cyclic p-y methods to some extent by considering the effect of realistic three-dimensional combination of pile-soil forces. The proposed cyclic p-y curve is shown to be capable of predicting the behavior of the drilled shafts in weathered soil.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권2호
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• pp.209-226
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• 2016

Integral bridges are typically designed with flexible foundations that include one row of piles. The construction of integral bridges solves difficulties due to the maintenance of expansion joints and bearings during serviceability. It causes integral bridges to become more economic comparing with conventional bridges. Research has been focused not only to enhance the seismic performance of newly designed bridges, but also to develop retrofit strategies for existing ones. The local performance of the pile to abutment connection will have a major effect on the performance of the structure and the embedment length of pile inside the abutment has a key role to provide shear and flexural resistance of pile-abutment connections. In this paper, a simple method was developed to estimate the initial value of embedment length of the pile for retrofitting of specimens. Four specimens of pile-abutment connections were constructed with different embedment lengths of pile inside the abutment to evaluate their performances. The results of the experimentation in conjunction with numerical and analytical studies showed that retrofitting pile-abutment connections with CFRP wraps increased the strength of the connection up to 86%. Also, designed connections with the proposed method had sufficient resistance against lateral load.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권8호
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• pp.5-16
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• 2017

근입깊이가 직경에 비하여 상대적으로 작은 말뚝은 편심이 큰 횡방향 하중을 받는 경우 전도되어 파괴된다. 지금까지 횡방향하중을 받는 짧은말뚝의 지지거동에 대해서는 주로 모형실험을 적용한 연구가 수행되었지만, 전주, 표지판, 가로등 기초와 같이 매우 큰 모멘트를 받는 짧은말뚝의 지지거동은 아직까지 명확히 규명된 바 없다. 본 연구에서는 직경 750mm의 실물크기 말뚝에 대한 재하시험을 수행하였다. 실제 하중조건을 모사하기 위하여 기초로 부터 8m 이격된 지점에 횡방향 하중을 가하여 매우 큰 모멘트를 유발하였으며, 말뚝의 근입깊이를 2.0m, 2.5m, 3.0m로 변화시킨 3회의 시험을 수행하였다. 시험결과 큰 모멘트를 받는 짧은말뚝은 파괴 직전까지 변위나 회전각이 거의 발생하지 않다가 전도로 인해 급격한 변위가 발생하는 취성형태로 파괴 되었다. 이러한 거동은 기존의 횡방향 위주의 하중을 받는 짧은말뚝에서 나타난 연성파괴 거동과는 대조적이다. 기존에 제안된 세 종류의 지지력 예측식으로 부터 구한 짧은말뚝의 극한 횡방향지지력을 시험결과와 비교하였으며, 말뚝 근입깊이가 상대적으로 작은 경우는 말뚝선단 중심의 회전을 가정한 제안식이 적절하지만, 근입깊이가 커지면서 회전점을 중심으로 응력방향이 반전되는 토압분포를 가정한 제안식이 보다 적절한 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1083-1086
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• 2008

In this study, Estimate solutions of ultimate lateral resistances for lateral loaded piles are proposed using cone penetration values, $q_c$ values, as CPT results. Cone penetration values, $q_c$ values measured on clean sand layers, are represented by factors for relative densities, axial stresses, and lateral stresses which are important on analysis of sandy soil layers. Also, these factors are same factors to consider existed estimations of ultimate lateral capacity. In this study, estimation of ultimate lateral capacity for lateral loaded piles using CPT results is proposed, and this estimation is verified by adequate analysis for effective reliability.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.75-91
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• 2014

횡하중이 작용하는 짧은말뚝의 지지거동에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 분석을 문헌과 사례를 통해 제시하였다. 가상고정점은 $1/{\beta}$를 일률적으로 적용하는 것보다 지반의 강성에 따라 적용되어야 하고, Chang(1937)법과 P-Y 해석법이 유사한 고정점 위치를 예측하였다. 점성토의 수평지지력은 실내와 현장이 다른 특성을 보였고, 평가방법은 실내시험에서는 모두 과소예측을 하였고, 현장은 과소 또는 과대 예측을 한다. 현장실험에서는 Hansen(1961)법이 비교적 실측에 근접한 예측결과를 제시하였다. 사질토의 수평지지력 평가법은 실내시험에서는 과대예측을 하였고, 현장도 대부분 과대예측한다. 경험적 수평지지력 분포도를 사용한 Zhang(2005)법이 비교적 실측에 근접한 예측 결과를 보였다. 본 연구에서는 점성토 지반에 대하여 극한수평지지력 분포도 및 산정방법을 제안하였다. 제안법은 다른 방법에 비해 실측과 가장 근접한 결과를 추정하였다.

• 한국농공학회지
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• 제42권5호
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• pp.144-150
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• 2000

This study dealt with the comparison of lateral baring capacity for vertical PHC pile between predicted and measured values driven in weathered granite soils to build world cup gymnasium in Kwangju area. Recently, the calculation of horizontal bearing capacity of piles foundation has been considered very important for earthquake or wind resistant design in Korea. During this study , Matlock & Reese, Broms and Chang's methods were selected in prediction of lateral resistant of PHC piles. As for case study, the prediction values were compared with 5 measured ones based on ASTM. The result showed that prediction values proposed by Matlock & Reese , Chang and Broms were smaller that real values. Three proposed methods by Matlock & Reese and Chang based on lateral deflection and Broms by ultimated lateral resistance turned out valid in view of engineering practice.