• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.283-293
• /
• 2008

현재까지 기존 파일에 근접하여 터널을 굴착할 경우 발생하는 상호적인 지반거동에 대한 연구는 대부분의 지반공학자에게 잘 인식이 되지 않아 왔다. 왜냐하면 이것은 매우 복잡한 경계조건의 문제이기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복잡한 지반거동과 관련한 전단변형률 형성을 파악하기 위해 실내모형실험과 더불어 수치해석을 수행하였다. 실험 및 수치해석 결과, 선단지지파일의 선단부 위치에 따른 두 개의 뚜렷한 전단변형률 형성을 구분하는 경계선을 제안하였다. 이러한 경계선은 도심지에서 파일로 지지되는 빌딩의 손상을 방지하기 위해 적절한 터널의 위치를 계획하는데 있어 도움이 될 것이라고 판단한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제27권7호
• /
• pp.47-57
• /
• 2011

수평하중을 받는 말뚝기초의 설계를 위하여 p-y 곡선을 이용한 해석법이 널리 사용되고 있다. 이 때, 토질 및 기초특성에 적합한 p-y 곡선의 선정이 중요함에도 불구하고 현재 p-y 곡선에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 3차원 수지해석을 프로그램을 이용하여 점성토 지반에 근입된 현장타설말뚝에 대한 p-y 곡선을 산정하였다. 먼저 현장재하시험으로부터 얻어진 단일말뚝의 p-y 곡선과 수치해석으로부터 얻어진 p-y 곡선을 비교하여 수치 모델링을 검증하였다. 그리고, 단일말뚝에 대하여 말뚝직경, 말뚝 탄성계수, 말뚝두부 구속조건, 그리고 무리말뚝에 대하여 말뚝간격을 변화시거며 매개변수 연구를 수행하였다. 최종적으로, 단일발뚝과 무리발뚝의 p-y 곡선을 비교하여 무리말뚝 효과를 나타내는 p-multiplier를 산정하였다. 그 결과, 말뚝간격 3D의 p-multiplier 값은 첫 번째 열 0.86, 가운데 열 0.69, 마지막 열 0.77로서 기존에 제안된 O'Neill and Reese의 결과와 유시한 것으로 나타났다. 말뚝간격 6D 이상인 경우 무리말뚝 효과는 무시할 수 있는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제31권5호
• /
• pp.505-518
• /
• 2022

This study introduces soil resistance multipliers at locations encompassed by the zone of influence of the helix plate to consider the added lateral resistance provided to the helical pile. The zone of influence of a helix plate is a function of its diameter and serves as a boundary condition for the modified soil resistance springs. The concept is based on implementing p-multipliers as a reduction factor for piles in group action. The application of modified p-y springs in the analysis of helical piles allows for better characterization and understanding of the lateral behavior of helical piles, which will help further the development of design methods. To execute the proposed method, a finite difference program, HPCap (Helical Pile Capacity), was developed by the authors using Matlab. The program computes the deflection, shear force, bending moment, and soil resistance of the helical pile and allows the user to freely input the value of the zone of influence and Ω (a coefficient that affects the value of the p-multiplier). Results from ten full-scale lateral load tests on helical piles embedded at depths of 3.0 m with varying shaft diameters, shaft thicknesses, and helix configurations were analyzed to determine the zone of influence and the magnitude of the p-multipliers. The analysis determined that the value of the p-multipliers is influenced by the ratio between the pile embedment length and the shaft diameter (D_p), the effective helix diameter (D_h-D_p), and the zone of influence. Furthermore, the zone of influence is recommended to be 1.75 times the helix diameter (D_h). Using the numerical analysis method presented in this study, the predicted deflections of the various helical pile cases showed good agreement with the observed field test results.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권8호
• /
• pp.149-160
• /
• 2008

1990년대 이후로 인천과 부산신항 등의 물류중심항구 및 송도 신도시와 같은 유비쿼터스 도시 개발에 발맞추어 인근해상연약지반 매립공사가 활발히 진행되면서 측방유동 해상말뚝기초의 거동특성에 폭넓은 관심이 집중되고 있다. 측방유동 말뚝기초 거동에 대한 연구 및 규명은 원심모형기 개발과 컴퓨터 기능의 향상으로 인하여 폭넓은 시도가 이루어져 왔으며, 특히 말뚝구조물에 작용하는 측방유동압의 특성이 가장 중요한 초점이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 대변형 압밀연계 유한요소해석 기법(LDFE)을 바탕으로 배수조건(비배수 : 단기, 배수 : 장기)에 따른 측방유동 해상 말뚝기초의 거동특성을 분석하였으며 특히, 말뚝-지반 상호작용을 고려한 측방유동압에 중점을 두었다. 본 수치해석에서는 지층조건, 말뚝두부의 경계조건, 성토하중 크기, 평균압밀도 네 가지 중요변수에 따른 거동양상을 비교 분석하였으며, 이로부터 비배수 단계와 배수 단계에서의 측방유동압의 분포형태와 크기에 대한 정량적인 차이를 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제32권4호
• /
• pp.5-14
• /
• 2016

건조토 지반에 근입된 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 제안된 모델은 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간 영역에서 해석이 수행되었다. 모델링 방법론으로써 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계요소 모델을 구성하는 스프링 계수는 탄성이론에 기초하여 결정되어, 내장 함수인 FISH를 통해 깊이에 따라 연속적으로 입력되었다. 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법(Kim et al., 2012)을 적용함으로써 해석 효율을 증가 시키고자 하였으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 수치 해석의 오차를 최소화하고 모델의 신뢰성을 확보하기 위해, Yoo(2013)이 수행한 원심모형시험 결과와 수치 해석 결과와의 비교를 통해 제안된 기법의 캘리브레이션을 수행하였으며, 말뚝 최대 휨 모멘트와 말뚝 횡방향 최대 변위의 깊이 별 분포가 다양한 입력 하중 조건에서 실험 결과를 적절히 모사하고 있는 것을 확인하였다. 또한, 제안된 수치 모델의 적용성 평가를 위해 다른 실험 결과와의 비교 검증을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권2호
• /
• pp.179-184
• /
• 2009

The Fuel Test Loop(FTL) which is capable of an irradiation testing under a similar operating condition to those of PWR(Pressurized Water Reactor) and CANDU(CANadian Deuterium Uranium reactor) nuclear power plants has been developed and installed in HANARO, KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute). It consists of In-Pile Section(IPS) and Out-of Pile System(OPS). The IPS, which is located inside the pool is divided into 3-parts; the in-pool pipes, the IVA(IPS Vessel Assembly) and the support structures. The test fuel is loaded inside a double wall, inner pressure vessel and outer pressure vessel, to keep the functionality of the reactor coolant pressure boundary. The IVA is manufactured by local company and the functional test and verification were done through pressure drop, vibration, hydraulic and leakage tests. The brazing technique for the instrument lines has been checked for its functionality and performance. An IVA has been manufactured by local technique and have finally tested under high temperature and high pressure. The IVA and piping did not experience leakage, as we have checked the piping, flanges, assembly parts. We have obtained good data during the three cycle test which includes a pressure test, pressure and temperature cycling, and constant temperature.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제32권9호
• /
• pp.51-62
• /
• 2016

다양한 현장 조건에서 일어날 수 있는 건조토 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적거동을 평가하고 고찰하기 위해 3차원 수치 모델을 이용한 매개변수 연구가 수행되었다. 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 통해 시간 영역에서 이루어졌다. 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법을 적용함으로써 해석 효율을 증가시키고자 하였다. 또한, 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 개발된 수치 모델을 이용하여 상부질량의 크기, 말뚝의 길이, 두부 경계조건, 지반의 상대밀도에 대한 매개변수 연구를 수행함으로써 다양한 현장 조건에 대한 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적 거동을 평가하였다. 매개변수 연구 결과, 건조토 지반 조건에서는 상부질량에 의한 관성력이 시스템의 동적 거동에 지배적인 영향을 미침을 확인하였으며 지반에 의한 운동력의 영향은 상대적으로 적다고 평가되었다. 또한 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 동적 거동 차이 및 말뚝두부 고정단과 자유단의 거동 차이를 해석적으로 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제24권9호
• /
• pp.33-40
• /
• 2023

지진 시 상부구조물을 지지하는 말뚝기초에 가해지는 수평 하중은 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력으로 구분된다. 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력은 서로 다른 복잡한 메커니즘을 통해 말뚝기초에 피해를 입힐 수 있기 때문에 지반-말뚝-구조물의 상호작용을 적절히 예측하고 평가하는 것이 말뚝기초의 안전한 내진설계를 위해 필요하다. 지반-말뚝-구조물의 상호작용은 구조물의 동적특성, 말뚝의 길이, 두부 경계조건 및 지반의 상대밀도에 영향을 받는다. 지반의 상대밀도가 달라지면 그에 따른 구속압 및 지반 강성이 변화하며 결과적으로 지반반력계수도 각 시스템에 따라 달라지게 된다. 말뚝기초의 수평방향 지지거동 및 극한 지지력은 수평방향 하중조건 및 모래지반의 상대밀도에 따라 다르게 나타난다. 이에 본 연구에서는 건조된 모래지반의 상대밀도가 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 상대밀도가 증가함에 따라 상부구조물의 가속도는 증가하고 말뚝캡의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 p-y 곡선의 기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.261-271
• /
• 2016

지반에 인입된 파일에 대한 거동 해석은 지반의 비선형 거동 특성으로 인해 일반적으로 유한요소에 기반한 수치적인 방법을 주로 이용한다. 그러나 수치 해석은 파일-지반 모델링 및 연산에 많은 노력과 시간을 요구하므로 파일의 제원과 지반 물성치가 확정되지 않은 초기 설계 단계에서는 활용에 많은 한계를 갖는다. 반면, 지반을 선형화한 이론해석의 경우 수치 해석에 비해 모델이 단순하고 연산 시간이 매우 짧으므로, 해석의 신뢰성이 확보된다면 지반-지지구조의 거동 특성을 초기에 예측하는데 유용할 것이다. 본 연구에서 대상으로 하는 풍력발전기의 경우, 초기 설계 단계에서 풍력터빈의 고유진동수 예측을 위한 동적 거동 해석이 요구되며, 이 때 지반에 인입된 풍력터빈의 지지구조는 탄성경계조건으로 단순화하여 동적 거동 해석에 반영할 수 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 풍력터빈 지지구조의 선단부 탄성 계수를 도출하고자 지반에 인입된 파일에 대한 파일-지반 연성해석을 수행하였다. 해석 시 지반의 변형은 탄성범위 이내에 있다고 단순화하여 지반에 인입된 파일을 탄성지지된 보로 모델링하였다. 탄성지지보 모델을 이용해 파일 선단에 수평 하중 또는 모멘트가 작용할 때 발생하는 파일의 횡변형을 구하고, 이로부터 영향계수를 도출하였다. 풍력터빈의 지지구조에 대한 해석 예로써, 모노파일과 석션파일에 대해 파일 선단의 영향계수를 구하고, 이를 문헌의 결과와 비교함으로써 해석 결과의 신뢰도를 검증하였다. 또한 이 두 파일의 깊이에 따른 변형 및 선단부의 스프링 상수를 비교하여 지지구조의 강성 측면에서 모노파일과 석션파일의 특성을 살펴보았다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.1175-1182
• /
• 2005

Using KUCCS, which enables real-time monitoring and controlling, the various boundary condition and in-situ field stress condition was simulated, to derive the correlation among ${{\sigma}_v}'-Dr-N$in domestic sandy soils. Soil specimens, having various relative density and confined stress, were formulated to evaluate N-value from the SPT. and Pile Driving Analyzer, PDA, was employed as a measuring device for the energy transfer efficiency in the rod. From the quantitative analysis of N-value, the correlating equation, $N_{60}/{D_r}^2=16.35+14.45{{\sigma}_v}'$ was obtained on the basis of Skempton's method(1986). More reliable soil parameters can be obtained from the N-value by using this study which considered regional characters and the correlation among ${{\sigma}_v}'-Dr-N$.