• 한국지반공학회논문집
• /
• 제29권10호
• /
• pp.5-18
• /
• 2013

부등침하는 연약지반에 시공되는 철탑기초에 있어서 주요한 손상을 야기한다. 송전철탑용 연결형 말뚝기초는 연약지반에서의 송전철탑기초의 부등침하를 방지하기 위한 구조물로서, 주기초체와 주기초체 사이에 위치하여 기초를 연결하는 연결보로 구성된다. 본 연구에서는 송전용 철탑기초에 작용하는 연결보의 영향을 조사하기 위하여, 전라북도에 위치한 건설현장에서 24회의 모형재하시험을 수행하였다. 시험에서는 다양한 하중조건과 연결보 조건이 고려되었으며, 시험결과 수평하중에 의한 연결형 말뚝기초의 발생변위가 철탑에 작용하는 수평하중의 각도에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 연결형 기초의 침하는 연결보의 강성이 증가할수록 감소하였으며, 수평지지력은 수평하중이 재하되는 철탑의 높이가 낮을수록 증가하였고, 파괴시점에서의 하중의 크기는 대부분의 경우 하중재하방향에 상관없이 유사한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권9호
• /
• pp.87-102
• /
• 2005

기존의 구조물 또는 서비스에 근접한 터널굴착이 지상공간의 부족으로 인해 종종 도심지에서 이루어지며, 이러한 터널굴착으로 발생하는 지반변위가 인접한 구조물에 손상을 발생시킨다. 본 연구는 근거리 사진계측을 이용한 2차원 모형 파일-지반-터널굴착 실험에 초점을 두었다. 실험장비 및 절차와 더불어 마찰이 있는 사질토 지반으로 간주하는 알루미늄 봉의 특성에 대해서 소개하였다. 실험결과, VMS와 EngVis 프로그램을 이용한 포토 이미지 프로세스는 터널굴착으로 인한 파일 선단부의 거동을 측정하는데 유용한 도구임을 잘 보여 주었다. 결론적으로 사진계측기술을 이용한 실내모형실험을 통해 영향권과 관련된 파일 선단부의 거동 데이터를 생성할 수 있다. 본 연구는 사질토 지반에서 터널굴착으로 인한 정규화 된 파일 선단부의 침하를 근간으로 하는 영향권을 제시한다. 이러한 영향권은 실내모형실험과 수치해석을 통해 규명하였다. 모형실험으로부터 정규화 된 파일 선단부의 거동은 수치해석 결과와 잘 일치하였다. 본 논문에서 제시된 영향권은 계획단계에서 터널시공 위치를 선정하는데 유용할 것으로 판단되나, 지반조건을 고려하는 실제 상황에 적용끈기 위해서는 모형파일과 모형터널의 크기에 대한 축척을 실제크기와 맞게 조정해야 한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제22권11호
• /
• pp.123-131
• /
• 2006

지진 시 액상화에 의한 지반흐름은 말뚝파괴에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 실제로 충분히 큰 정적 안전율을 갖도록 설계된 말뚝이 지진 시 좌굴에 의해 파괴되는 사례가 빈번히 발생하였다. 본 연구에서는 1-g 진동대 실험을 통해 액상화 지반에 근입된 말뚝의 좌굴에 의한 파괴거동을 분석하였다. 실험 결과, 좌굴하중에 근접한 연직하중을 받고 있는 말뚝은 지반의 액상화 발생 시 좌굴에 의해 쉽게 파괴될 수 있으며 액상화에 의한 지반흐름이 발생할 경우, 말뚝의 횡방향 변형이 증가하면서 좌굴파괴하중이 감소함을 알 수 있었다. 또한 파괴된 말뚝을 꺼내어 관찰한 결과, 액상화가 발생한 후라도 지반에 구속압이 존재하여 Euler 좌굴현상과 다르게 말뚝 하부가 아닌 중간위치에서 말뚝파괴가 발생하였으며 지반경사가 급해질수록 지반흐름에 의한 파괴 위치가 점점 말뚝하부로 낮아짐을 볼 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권11호
• /
• pp.501-509
• /
• 2019

최근 건축과 토목 구조물 기초에 적용되는 말뚝의 시공법은 환경 훼손, 소음 공해, 그리고 주위 민원을 최소화하기 위해 항타공법에서 매입공법 위주로 변화하는 추세를 보이고 있다. 이러한 시공방법의 변화로 인해 기존의 항타공법으로 사용되었던 말뚝 대신, 재료 및 구조적인 시스템 측면에서 보다 최적화되고 경제적인 매입용 말뚝의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 매입용 말뚝인 원심성형 철근콘크리트 말뚝의 보강된 이음방법을 제안하였다. 이전의 연구에서는 원심성형 철근콘크리트 말뚝에 대해 연장된 원형띠판과 스터드로 구성된 이음 보강방법이 기존 이음방법의 구조성능을 개선 시킬 수 있을 것으로 검토되었다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 이음방법의 구조성능을 말뚝의 휨과 전단 강도 실험을 통해 검증하였다. 이 제안된 이음방법은 설계에서 요구되는 휨과 전단 강도에 대해 충분한 성능을 보인 것으로 실험에서 나타났다. 또한, 전반적인 하중-처짐 거동이 이음부가 없는 일체형 구조에 근접하므로 설계에서 예상하는 거동과 성능이 안정적으로 현장 구조물에 반영될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제7권2호
• /
• pp.67-82
• /
• 1991

불안정한 요반지반에 기초말뚝을 사용하여 교대를 축조할 경우 뒤채움에 의한 편재하중으로 인하 여 기초말뚝과 교대 에 수평변위가 발생되는 경우가 종종 발생되고 있다. 이 경우 교대 배면의 뒤 채움 은 하부 원지반에 편재하중을 작용시키게 되므로 결국 하부지반이 연약할 경우 측방유동이 발생되게 되며 기초말뚝은 측방유동으로 인하여 유발되는 측방토압을 받게 된다. 그러나 한편으로는 이들 기초말뚝은 지반의 측방유동에 저항하여 사면의 안전성을 증대시키는데 기여하기도 한다. 이러한 줄말뚝이 설치된 사면의 안정문제는 지반과 말뚝의 상호작용의 문제로 기초말뚝의 안정과 사면안정의 두가지 해석이 모두 실시되어야 한다. 결국 기초말뚝을 사용한 교대의 전체의 안정은 사면과 말뚝모두의 안정이 확보되었을때만가능한것이다. 본 연구에서는 이러한 측방유동이 발생될 가능성이 있는 사면지반에 말뚝을 일정간격으로 설치한 위에 교대가 설치되어 있는 경우의 합리적 해석법을 확립시켰다. 이 해석법을 한 해석예에 적용하여 검토한 결과 교대의 안정 에 영향을 미치는 여러 요소를 조사하였다. 특히 편재하중으로 인한 지반의 측방유동으로 수평변위의 피해를 받는 교대 기초말뚝의 구속상태에 대한 규명을 할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제39권12호
• /
• pp.47-60
• /
• 2023

현재 국내에 경사지에 설치된 태양광 발전시설에 대해서 강우 혹은 태풍과 같은 자연재해로 매년 태양광 발전시설의 강우에 의해 토사가 유출되어 기초부에 손상을 입거나, 풍하중에 의해 기초부가 이탈하는 등 피해사례가 발생하여 이와 관련된 문제가 대두되고 있다. 하지만 위와 같은 실정에도 지반과 구조물의 상호작용은 고려하지 않고, 외부 하중에 따른 구조물 자체의 안정성만 분석을 시행하며, 설비 부지의 안정성 검토는 태양광 구조물을 제외한 사면에 대한 안정성 검토만 진행중이다. 따라서 본 논문에서는 각 영향인자에 대해서 말뚝의 횡방향변위와 휨응력, 경사지의 안전율의 변화양상을 검토하기 위해 지반과 말뚝의 거동을 모사할 수 있는 유한차분법 해석을 실시하였다. 영향인자는 말뚝의 지름, 말뚝 사이의 간격, 말뚝의 근입 깊이, 풍하중, 건기와 우기 조건 등의 인자를 가정하였으며, 횡방향 변위와 휨응력, 경사지의 안전율에 큰 영향을 미치는 인자를 검토하였다. 말뚝의 횡방향 변위와 휨응력은 말뚝 사이의 간격과 풍하중에 큰 영향을 받는 것으로 나타나았으며, 경사지의 안전율의 경우 말뚝의 근입 깊이에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 해석을 실시한 조건에서 일부분은 국내의 설계기준을 만족하지 못하는 것으로 검토되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권1호
• /
• pp.45-54
• /
• 2010

말뚝 구조물의 동적 거동을 분석하고 지진파에 대한 공진 안정성을 확보하기 위해서는 고유 진동수를 합리적으로 산정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 간단한 질량 - 스프링 모델을 이용하여 지진 하중을 받는 말뚝 구조물의 고유 진동수를 간편하면서도 효율적으로 예측할 수 있는 방법을 모색하였다. 고유진동수 산정 결과에 큰 영향을 미치는 지반-말뚝 간 스프링 강성을 지반반력상수와 p-y 곡선 그리고 지반 탄성계수 등을 이용하여 결정하고, 이들을 이용하여 계산한 고유진동수를 1g 진동대 실험에서 계측한 고유진동수와 비교한 결과, 지반반력상수를 이용한 Reese(1974) 방법과 동적 p-y 중추 곡선을 이용한 Yang(2009)의 방법을 이용하여 스프링 강성을 산정하는 것이 가장 우수한 결과를 나타내었는데, 건조토에 위치한 말뚝구조물에서는 5% 이내의 오차를 보였으며, 포화토에 위치한 말뚝 구조물의 경우에는 진동 중에 과잉간극수압의 발생여부에 따라 5%에서 40% 사이의 오차를 나타내었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제45권1호
• /
• pp.147-157
• /
• 2022

This study assessed the compressive and tensile strengths and modulus of elasticity of waste polyethylene terephthalate (PET) using the ASTM standard tests. In addition, short carbon and glass fibers were mixed with waste PET to examine the improvements in ductility and strength during compression. The bonding was examined via field-emission scanning electron microscopy. The strength degradation of the waste PET tested under UV was 40-50%. However, it had a compressive strength of 32.37 MPa (equivalent to that of concrete), tensile strength of 31.83 MPa (approximately ten times that of concrete), and a unit weight of 12-13 kN/m3 (approximately half that of concrete). A finite element analysis showed that, compared with concrete, a waste PET pile foundation can support approximately 1.3 times greater loads. Mixing reinforcing fibers with waste PET further mitigated this, thereby extending ductility. Waste PET holds excellent potential for use in foundation piles, especially while mitigating brittleness using short reinforcing fibers and avoiding UV degradation.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.40-47
• /
• 1993

분말 야금법에 의해 제조된 SiC휘스커 강화 2124알루미늄 복합재료(SiCw/2124 Al)에 피로하중이 작용할 경우 복합재료의 계면에 있어서의 전위의 집적현상으로 인해 피로손상에 매우 민감하다. 그러나 이와같은 계면에 있어서의 전위의 집적현상으로 발생하는 피로미소균열의 검출 및 그 특성 평가에 대해서는 종래의 초음파 기술로서는 많은 문제점이 지적되고 있다. 본 논문은 SiC 휘스커 강화 알루미늄 복합재료에 있어서의 초기 피로손상을 평가하기 위하여 최근 새로운 비파괴 기법인 선집속 빔초음파 현미경의 적용 가능성에 대하여 연구하였다. 이를 위해 SiCw/2124 Al 복합재료 시험편에 대해 하중제어하에서 누설표면파와 누설유사표면파의 속도를 V(z)곡선으로 부터 FFT해석으로 구해 그 특성에 대하여 검토하였다. 또 주파수 5MHz에 대한 종래의 표면파 기법에 의하여 얻어진 결과와 고주파 초음파 현미경에 의하여 구해진 결과를 비교 검토 하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제20권4호
• /
• pp.731-748
• /
• 2016

Pile-to-pilecap connection performance is important as Integral abutment bridges (IABs) have no expansion joints and their flexible weak-axis oriented supporting piles take the role of the expansion joint. This connection may govern the bridge strength and the performance against various lateral loads. The intention of this study is to identify crack propagation patterns when the pile-to-pilecap connection is subjected to lateral loadings and to propose novel connections for improved performance under lateral loadings. In this study, eight different types of connections were developed and modeled, using Abaqus 6.12 to evaluate performances. Three types were developed by strengthening the connections using rebar or steel tube: (i) PennDOT specification; (ii) Spiral rebar; and (iii) HSS tube. Other types were developed by softening the connections using shape modifications: (i) cylindrical hole; (ii) reduced flange; (iii) removed flange; (iv) extended hole; and (v) slot hole connection types. The connections using the PennDOT specification, HSS tube, and cylindrical hole were shown to be ineffective in the prevention of cracks, resulting in lower structural capacities under the lateral load compared to other types. The other developed connections successfully delayed or arrested the concrete crack initiations and propagations. Among the successful connection types, the spiral rebar connection allowed a relatively larger reaction force, which can damage the superstructure of the IABs. Other softened connections performed better in terms of minimized reaction forces and crack prevention.