• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.734-742
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• 2016

최근 21세기에 접어들어 무분별한 발전의 결과로 석탄, 석유 등의 화석연료가 고갈되고 있으며, 지구 온난화가 진행중이다. 이미 유럽과 미국 등의 선진국에서는 신재생 에너지 분야에 관심을 갖고 있으며, 그 중에서도 풍력에너지가 많은 관심을 받고 있다. 풍력발전타워는 운용 중 주기적인 하중의 발생으로 만들어지는 주파수를 회피하여 설계를 해야 한다. 일반적으로 구조해석 과정 시 지반을 고정단 경계조건으로 해석한다. 하지만, 고정단 경계조건의 경우 지반 조건 상호작용을 고려하지 못하여 목표 진동수를 벗어나게 된다. 본 연구에서는 용량 별 지반경계 조건 및 기초의 근입깊이를 고려한 고유진동수 효과를 연구하였으며, 변수에 따른 차이를 확인하였다. 결과적으로 고정단 경계조건 모델은 지반조건과 근입깊이의 영향을 받지 않으며, Coupled Spring 경계조건 모델은 지반조건에는 영향을 받지만, 근입깊이에는 영향을 받지 않는다. Winkler Spring 경계조건의 경우에는 지반조건과 근입깊이에 모두 영향을 받는다. 하지만, 얕은 깊이의 지반에서는 지반조건의 영향을 받지 않으므로 Coupled Spring 경계조건 모델을 활용한 지반조건 별 해석을 수행하는 것이 효과적이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.43-50
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• 2002

본 연구에서는 지반말뚝, 말뚝-말뚝캡, 그리고 말뚝-유체간의 상호작용 해석을 수행하여 교각세굴을 고려한 말뚝기초의 거동을 해석하였다. 지반-말뚝의 상호작용은 비선형 하중전이곡선(p-y, t-z, 그리고 q-z 곡선)을, 말뚝-말뚝캡의 상호작용에서는 군말뚝의 배열과 말뚝-말뚝캡 사이의 구속조건을 고려하였다. 말뚝유체의 상호작용은 세굴에 의한 지반의 강성 저하를 고려하여 지반-말뚝의 상호작용에 포함하여 해석하였다. 그 결과 세굴심이 깊어질수록 말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트의 값이 증가함을 알 수 있었으며, 이를 바탕으로 세굴에 따른 군말뚝의 안정성 평가에서는 지반-말뚝 및 말뚝-말뚝캡의 상호작용을 고려한 해석을 수행하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.65-74
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• 2005

압밀이 진행 중인 지반에 설치되는 말뚝은 부마찰력을 받으며 과도한 부마찰력은 기초 및 상부구조물의 안정에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 큰 잔류침하가 예상되는 연약지반에 교각 기초로 시공되는 말뚝의 부마찰력을 산정하여 기초의 지지력에 대한 안정성을 평가하였다. 본 연구에서는 연약 점성토 내에 설치될 말뚝기초가 큰압밀침하가 발생하는 지역에 적합한지 여부를 판단하였는데, 이를 위해 시기별 지반조사 자료로부터 얻은 대상지반의 압밀정수와 침하 계측자료를 이용하여 현재의 압밀도와 잔류침하량을 산정하였다. 말뚝의 깊이별 침하량은 부마찰력을 고려할 수 있도록 수정된 하중전이함수법과 수치해석적 방법의 두 가지 방법으로 예측하였는데, 두 방법으로 구한 깊이별 말뚝변위와 최대 축하중은 서로 유사한 값을 나타내었으며, 중립면의 위치도 유사하게 나타났다. 부마찰력을 고려하여 말뚝의 지지력에 대한 안전성 평가를 수행한 결과 말뚝이 설계지지력에 못미치 경우에는 slip layer코팅을 적용하여 부마찰력을 감소시키거나 말뚝의 지지층 근입깊이를 늘려 지지력을 증가시키는 방안을 추천하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
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• pp.78-89
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• 2007

Two design examples of deep foundations for high-rise buildings on soft ground are introduced in this paper. The first one is a 54-story building in Ho-Chi-Minh city, Vietnam, which was designed to be founded on $2.8m{\times}1.0m$ barrette foundations with approximately 60m to 75m depth. Based on a number of design guides and existing load test data from the construction sites in Ho-Chi-Minh city, the capacity of a barrette foundation in sand or clay layered ground was calculated to be 17.2MN to 27.8MN depending on the installing depth. The second one is a 40-story building in Baku city, Azerbaijan, which was designed to be supported by 2.0m diameter bored pile foundations with approximately 23m depth. As analytical or empirical guides for the local ground conditions were very limited, the design procedure from the SNiP Code, one of Russian specifications, was adopted and used to calculate the pile capacity. The capacity of bored pile foundation in highly weathered soil was expected to be 14.8MN to 15.5MN depending on the boring depth.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.181-188
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• 2014

이 연구에서는 기존의 가상고정점 모델을 통한 단일 현장타설말뚝 설계를 보완하고자, 등가 지반면 스프링 모델을 바탕으로 한 기둥과 말뚝의 상호작용을 고려한 해석법을 제시하였으며, 이를 토대로 주요 영향인자에 따라 말뚝의 최소철근비 적용성을 분석하였다. 나아가, 기둥과 말뚝 조건을 고려하여 말뚝에 철근비별 적용 가능한 한계깊이를 제안하였다. 이 연구 결과, 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 해석은 가상고정점 모델 해석에서 전체 모델링 해석으로 넘어가는 중간단계의 비교적 정확하고 경제적인 설계법임을 알 수 있었으며, 이 해석법을 통해 최소철근비 적용성을 평가한 결과, 말뚝의 최대 휨모멘트는 말뚝재료의 균열모멘트 이내에서 모두 발생하는 것으로 나타나 말뚝에는 최소철근비(0.4%)를 적용하여도 만족하는 것을 알 수 있었다. 이를 토대로, 현장사례를 통해 철근비별 적용 가능한 한계깊이($L_{As=x%}$)를 제안하였으며, 정규화된 철근비별 적용 가능한 한계깊이 ($L_{As=x%}/L_P$)는 정규화된 말뚝길이($L_P/D_P$)에 따라 선형적으로 감소하여 일정한 값에서 수렴함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.965-975
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• 1994

PHC말뚝의 선단부를 개방시켜서 사용하면 관입저항력의 감소로 인하여 관입깊이가 증가되며, 결과적으로 지지력의 증가를 가져온다. 그러나 개단 PHC말뚝의 사용을 위해서는 다음의 두가지 문제가 해결되어야 한다. 첫째는 말뚝의 선단부를 개방시킴에 따른 지지력의 변화이며, 둘째는 말뚝 내부로 유입되는 관내토에 의한 말뚝 선단부의 파괴여부이다. 따라서 본 연구에서는 개단 PHC말뚝의 실용성을 검토하기 위하여 먼저 말뚝의 선단부 형상에 따른 지지력 비교를 목적으로 두개의 폐단말뚝과 두 개의 개단말뚝을 이용하여 토조에서 모형말뚝실험을 수행하였다. 실험결과로부터 말뚝의 선단부 형상에 따른 관입저항력과 지지력의 변화 및 PHC말뚝 선단부의 파괴여부가 검토되었다. 실험결과 동일한 관입깊이에서 개단말뚝의 전체지지력은 관입깊이가 증가함에 따라 폐단말뚝의 전체지지력과 비슷해지며, PHC 말뚝의 경우 말뚝선단부로부터 말뚝내경의 0.8~1.1배되는 영역에서 균열발생의 가능성이 제시되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권6호
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• pp.473-484
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• 2019

In this paper, the geotechnical report of the Northern Fereshteh area in Tabriz is used and the characteristics of shallow foundation of a single pile and compared pile group and geogrid in terms of the settlement of a building foundation on clayey soil. Additionally, impacts of existing variables such as the number of geogrid layers, the length of the pile, and the depth of groundwater level affected by the dynamic load caused by the Taiwan Jiji earthquake via numerical analysis using PLAXIS software are examined. The results of fifty-four models indicated that the construction of a pile group with a diameter of 1 meter and a length of 14 meters significantly diminished the consolidation settlement of the soil in the Northern Fereshteh area, where the settlement value has been triggered by the load inflicted by earthquake. Moreover, the construction of four layers of geogrid at intervals of one meter led to a significant decrease in the settlement. Finally, after reaching a maximum depth, it had no reducing effects on the foundation settlement.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.976-984
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• 2009

This study proposes a simple method that uses a simple mass-spring model to predict the natural frequency of a soil-pile-structure system in sandy soil. This model includes a pair of matrixes, i.e., a mass matrix and a stiffness matrix. The mass matrix is comprised of the masses of the pile and superstructure, and the stiffness matrix is comprised of the stiffness of the pile and the spring coefficients between the pile and soil. The key issue in the evaluation of the natural frequency of a soil-pile system is the determination of the spring coefficient between the pile and soil. To determine the reasonable spring coefficient, subgrade reaction modulus, nonlinear p-y curves and elastic modulus of the soil were utilized. The location of the spring was also varied with consideration of the infinite depth of the pile. The natural frequencies calculated by using the mass-spring model were compared with those obtained from 1-g shaking table model pile tests. The comparison showed that the calculated natural frequencies match well with the results of the 1-g shaking table tests within the range of computational error when the three springs, whose coefficients were calculated using Reese's(1974) subgrade reaction modulus and Yang's (2009) dynamic p-y backbone curves, were located above the infinite depth of the pile.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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• pp.256-261
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• 2000

In this study, we derived work-hardening exponent using continuous indentation test technique. Continuous indentation test technique is a powerful method to evaluate mechanical properties, such as hardness, modulus, ${\sigma}-{\varepsilon}$ curves and etc. It has many merits conventional indentation test has. The relationship between true stress and mean contact pressure and between strain and indentation depth were derived. While the indenter pushes the materials, the region around the indenter is deflected elastically. It is called elastic deflection. And pile-up phenomenon related to plastic deformation around the indenter increased the contact depth, and sink-in phenomenon decreases. So we calibrated contact depth change by considering elastic deflection and pile-up/sink-in. Using calibrated contact depth we redefined the relationship between true stress and mean contact pressure and between strain and contact depth. Through these relationship we could derive work-hardening exponent by analyzing load-depth curves. And it showed good agreement with tensile test results.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.123-132
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• 2003

말뚝의 항타관입성 분석의 최종 목표는 선택된 해머시스템으로 말뚝이 파괴되지 않고 지반의 관입저항을 극복하여 예측된 관입저항치를 얻을 수 있는지를 확인하거나, 주어진 조건에서 예측된 관입저항치를 얻을 수 있는 적절한 해머를 선택하는데 있다. 만약 말뚝의 항타관입성이 확보되지 못한다면 정적공식으로 구한 지지력은 의미가 없게 될 것이다. 그럼에도 실무기술자들은 항타관입성의 중요성을 인식하지 못하여 설계시 항타관입성 분석없이 지반조사자료를 근거로 단편적으로 항타관입깊이에 대해 가정함으로써 예측된 지지력은 실제의 값과 차이를 줄 수가 있는 경우가 자주 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안의 하나로 국내에서 항타분석기를 이용하여 시험말뚝에 대해 항타시 관입성과 지지력을 측정하였다. 또한 이러한 자료를 이용하여 강관말뚝의 항타관입성에 영향을 주는 요인(관입저항력, 임피던스, 재료강도, 해머 등)을 분석, 제시하였다. 본 실험연구로부터 설계시 항타관입성 분석의 적용 및 고강도 재료의 이용이 적절히 이루어진다면 보다 경제적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.