• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.35-44
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• 2019

본 연구에서는 수직증축 공동주택 하부 신설 보강말뚝의 축강성(K_vr)을 기존말뚝의 열화를 고려한 이론적인 접근과 수치해석을 통하여 산정하였다. 3차원 유한요소 수치해석을 수행하는 과정에서, 이론적인 접근과 38본의 시험 말뚝계측 결과를 통하여 제안된 열화를 고려한 기존말뚝 축강성(K_ve)의 상한 값을 적용하였다. 이를 통해, 수직증축 리모델링으로 인하여 증가된 하중을 안정적으로 지지하기 위한 신설 보강말뚝의 최소 축강성을 산정하였다. 신설 보강말뚝의 축강성 제안은 선단지지 말뚝과 마찰말뚝에 대해 수행하였고, 다양한 세장비(L/D)에 따라 제안하였다. 해석기법은 기존말뚝의 설계 당시의 양호한 상태를 고려한 말뚝지지 전면기초 거동 해석과 열화가 고려된 기존말뚝의 축강성을 적용한 말뚝지지 전면기초 거동 해석을 수행하였다. 두 해석기법에 대한 검증을 수행한 결과 말뚝지지 전면기초 거동해석이 가능한 것으로 확인되었고, 이를 통하여 기존말뚝의 열화가 발생하였을 때 선단지지 신설 보강말뚝 축강성이 44 - 67% 증가되어야 수직증축 구조물의 안정성이 확보됨을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.57-70
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• 2012

연약지반에 시공되는 송전철탑의 경우 말뚝기초가 주로 사용되나, 부등침하로 인한 철탑구조물의 손상이 유발될 수 있으며, 이에 따라 미국과 일본에서는 4각의 기초를 연결보로 연결한 연결형 기초의 사용을 추천하고 있다. 본 연구에서는 송전철탑에 작용하는 하중조건과 연결보의 강성조건이 연결형 말뚝기초의 수평거동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 1/8 규모의 축소모델을 이용한 연결형 말뚝기초의 수평재하시험을 수행하였다. 본 시험결과 연결형 기초는 말뚝기초에 비하여 지지력이 크고 부등변위등의 송전철탑의 안전성을 저해하는 요인에 저항하는 효율적인 기초 형식인 것으로 나타났으며, 특히 연결보의 상대강성에 따른 효과를 분석한 결과 연결보의 강성이 매트의 강성대비 25%에서 연결형 기초의 형식으로 사용의 효율성이 좋은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.61-72
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• 2020

수직증축 리모델링시 상부 구조물의 구조적 안정성 확보를 위해서는 기초의 안정성이 우선적으로 확보되어야 한다. 수직증축형 리모델링 구조기준 고시(2014)에 따라, 수직증축시 기존 말뚝과 보강 말뚝의 강성에 따라 상부 하중을 분담하여 지지한다. 하지만, 국내에서는 증축시 활용할 수 있는 기초 보강공법 등에 대하여 연구 주제가 집중되어 있으며, 기존 기초와 보강 기초의 강성 차이에 의한 하중 분담율에 대한 연구는 미비하다. 따라서, 본 연구에서는 현장 재하시험을 통해 수직증축 리모델링시 기존 말뚝과 보강 말뚝의 강성에 따른 하중 분담 거동에 대하여 분석을 수행하였다. 서로 강성이 다른 일반 및 파형 마이크로파일을 시공하여 기존 말뚝과 보강 말뚝을 모사하고, 각각의 말뚝에 대한 재하시험을 수행하여 각 말뚝의 강성을 산정하였다. 그 후, 기존 말뚝과 보강 말뚝 두부를 연결하는 기초판을 타설하고 기초판 상부에 하중을 재하함으로써 기존 말뚝 및 보강 말뚝의 강성 차이에 따른 하중 분담 거동을 분석하였다. 그 결과, 파형 마이크로파일의 강성이 일반 마이크로파일에 비해 약 2.5배 크게 산정되었으며, 이에 비례하여 하중을 분담하는 것을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권2호
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• pp.247-268
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• 2006

The parts of pile, above the soil and embedded in the soil are called the first region and second region, respectively. The forth order differential equations of both region for critical buckling load of partially embedded pile with shear deformation are obtained using the small-displacement theory and Winkler hypothesis. It is assumed that the behavior of material of the pile is linear-elastic and that axial force along the pile length and modulus of subgrade reaction for the second region to be constant. Shear effect is included in the differential equations by considering shear deformation in the second derivative of the elastic curve function. Critical buckling loads of the pile are calculated for by differential transform method (DTM) and analytical method, results are given in tables and variation of critical buckling loads corresponding to relative stiffness of the pile are presented in graphs.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.19-30
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• 2005

. 본 연구에서는 지반의 비선형을 고려한 하부구조(말뚝지반말뚝캡)의 복잡한 거동과 상부 피어구조와 연계된 상$\cdot$하부 일체화 해석을 수행할 수 있는 3차원 해석기법을 개발하였다. FBPier 3.0과 Croup 6.0의 중간단계에 해당하는 해석기법으로 각 해석기법의 장점을 취하고 단점을 보완하였다. 군말뚝기초 중 말뚝은 말뚝두부 강성행렬을 이용하여 모델링하였으며, 지반은 비선형 하중전이곡선(t-z, q-z, p-y곡선)으로 나타내었다. 말뚝캡은 6개의 자유도를 갖는 개선된 4절점 평면쉘(Flat shell)요소루 교각(피어)은 3차원 보(Beam)요소로 모델링 하여 상$\cdot$하부 일체해석이 가능하게 하였다. 말뚝두부 강성행렬의 하중크기에 따른 비선형성을 고려하기 위하여 점증하중-할선계수법을 제안하였다. 기존의 비선형 해석기법과의 비교$\cdot$분석 결과, 본 해석기법이 말뚝을 FBPier 5.0과 달리 말뚝두부 강성행렬을 이용하여 모델링 하였어도 말뚝두부 및 교각 상단에서의 변위를 비교적 정확히 산정 가능하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.188-197
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• 2010

This paper presents experimental results of a series of 1-g shaking table model tests performed on end-bearing single piles and pile groups to investigate the effect of particle size on the dynamic behavior of soil-pile systems. Two soil-pile models consisting of a single-pile and a $4{\times}2$-pile group were tested twice; first using Jumoonjin sand, and second using Australian Fine sand, which has a smaller particle size. In the case of single-pile models, the lateral displacement was almost within 1% of pile diameter which corresponds to the elastic range of the pile. The back-calculated p-y curves show that the subgrade reaction of the Jumoonjin-sand-model ground was larger than that of the Australian Fine-sand-model ground at the same displacement. This phenomenon means that the stress-strain behavior of Jumoonjin sand was initially stiffer than that of Australian Fine sand. This difference was also confirmed by resonant column tests and compression triaxial tests. And the single pile p-y backbone curves of the Australian fine sand were constructed and compared with those of the Jumoonjin sand. As a result, the stiffness of the p-y backbone curves of Jumunjin sand was larger than those of Australian fine sand. Therefore, using the same p-y curves regardless of particle size can lead to inaccurate results when evaluating dynamic behavior of soil-pile system. In the case of the group-pile models, the lateral displacement was much larger than the elastic range of pile movement at the same test conditions in the single-pile models. The back-calculated p-y curves in the case of group pile models were very similar in both sands because the stiffness difference between the Jumoonjin-sand-model ground and the Australian Fine-sand-model ground was not significantly large at a large strain level, where both sands showed non-linear behavior. According to a series of single pile and group pile test results, the evaluation group pile effect using the p-multiplier can lead to inaccurate results on dynamic behavior of soil-pile system.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.29-47
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• 2013

본 연구에서는 항만구조물 기초지반에 소일-시멘트 파일을 이용한 말뚝식 지반개량을 적용한 90개 단면에 대해 안정검토를 수행하였고, 수치해석을 포함한 모든 항목에서 안정한 단면별 최소치환율을 결정하였으며, 원심모형실험을 통해 수치해석 결과의 신뢰성을 검증하였다. 연구결과, 기초지반이 매우 연약($s_u$ =15kPa이하)한 경우에는 말뚝식 지반개량이 부적합하고, 항만구조물의 말뚝식 지반개량에는 기초지반과 개량체의 강성비(n)가 최대 50~75이하이고 개량체 강도가 2~3MPa인 소일-시멘트 파일공법이 가장 적합하며, 최소치환율 지배인자가 허용수평변위이므로 말뚝식 지반개량을 설계할 때는 반드시 수평변위를 검토해야 하는 것으로 나타났다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권4호
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• pp.511-519
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• 2010

This paper presents the modeling and validation of a pile-driver breech fatigue testing system model to replicate actual high pressure in a large caliber gun barrel. A hysteresis damping function was incorporated in the nonlinear impact force model. Test of real pile-driver breech fatigue testing system had been performed for model validation. Comparison of the experimental result and model simulation during impact were made. Numerical studies were performed to evaluate how the actual chamber pressure pattern in the live firing of gun barrel was affected by parameters' variation. Some of the parameters simulated included input velocity, damping coefficient and stiffness. As a result, a variety of actual chamber pressure pattern could be reproduced and controlled through current simulation model.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권1호
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• pp.41-48
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• 2019

Bending moments in the raft of a pile raft system is affected by pile-pile interaction and pile-raft interaction, amongst other factors. Three-Dimensional finite element program has to be used to evaluate these bending moments. Winkler type analysis is easy to use but it however ignores these interactions. This paper proposes a very simplified and novel method for finding bending moments in raft of a piled raft based on Winkler type where raft is supported on bed of springs considering pile-pile and pile-raft interaction entitled as "Winkler model for piled raft (WMPR)" The pile and raft spring stiffness are based on load share between pile and raft and average pile raft settlement proposed by Randolph (1994). To verify the results of WMPR, raft bending moments are compared with those obtained from PLAXIS 3D software. A total of sixty analysis have Performed varying different parameters. It is found that raft bending moments obtained from WMPR closely match with bending moments obtained from PLAXIS 3D. A comparison of bending moments ignoring any interaction in Winkler model is also made with PLAXIS-3D, which results in large difference of bending moments. Finally, bending moment results from eight different methods are compared with WMPR for a case study. The WMPR, though, a simple method yielded comparable raft bending moments with the most accurate analysis.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.106-113
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• 2002

In this study, a numerical analysis method for soil-pile interaction in frequency domain problem is presented. The total soil-pile interaction system is divided into two parts so called near field and far field. In the near field, beam elements are used for a pile and plain strain finite elements for soil. In the far field, dynamic fundamental solution for multi-layered half planes based on boundary element formulation is adopted for soil. These two fields are coupled using FE-BE coupling technique In order to verify the proposed soil-pile interaction analysis, the dynamic responses of pile on multi-layered half planes are simulated and the results are compared with the experimental results. Also, the dynamic response analyses of interface spring elements are performed. As a result, less spring stiffness makes the natural frequency decrease and the resonant amplitude increase.