• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.17-22
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• 2010

본 연구에서는 풍화토 지반에 설치된 수평하중을 받는 H-pile 무리말뚝의 하중분담특성 및 상호작용계수(p-multiplier)를 분석하였다. 말뚝의 배열($2{\times}3$, $3{\times}3$), 말뚝의 간격(2D, 4D, 6D), 그리고 지반밀도(상대밀도:40%, 80%)를 고려한 수평재하 실험을 실시한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 무리말뚝내 각각의 말뚝에 작용된 평균수평하중은 말뚝의 수가 감소할수록 평균수평저항력이 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝간격과 지반밀도에 따라 단말뚝과 무리말뚝의 p-y곡선을 분석한 결과 말뚝간격이 2D에서 6D로 증가함에 따라 무리말뚝의 상호작용계수값이 느슨한 지반의 경우 0.85~0.94(앞열말뚝), 0.57~0.79(중간말뚝), 0.60~0.71(후열말뚝), 조밀한 지반의 경우 0.76~0.82(앞열말뚝), 0.58~0.73(중간말뚝), 0.53~0.70(후열말뚝)의 값을 각각 나타냈다. 이와같이 단말뚝과 무리말뚝간 상호작용계수는 말뚝간격이 증가할수록 그 값이 증가함을 알 수 있었으며, 또한 앞열의 무리말뚝이 중간 및 후열말뚝들보다 보다 큰 상호작용계수 값을 나타냈다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.269-276
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• 2000

Granular compaction piled raft systems have been effectively used in soft ground foundation to improve not only settlement but also bearing capacity. In the present study, to examine the behavior characteristics and bulging failure zone on granular compaction piled raft system, carbon rod tests have been performed. The test results are compared with the zone of bulging failure and the effects of pile-pile interaction obtained from the analytical approaches. In addition, parametric studies are peformed with considering pile slenderness ratio, Poisson's ratio and load sharing ratio.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.45-50
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• 2005

최근에 샌드드레인공법이나 샌드콤팩션파일공법 등과 같이 모래말뚝을 이용한 연약점토지반 개량공법의 적용이 증가하고 있다. 이러한 공법들로 개량된 연약점토지반에서는 모래말뚝에 의한 압밀촉진효과를 기대 할 수 있는데 실무에서는 보통 Barren의 이론해 등과 같은 이론식을 이용하여 그 효과를 평가하고 있다. 그러나 이러한 이론식들은 복합지반의 비선형 체적압축거동과 압밀중의 투수계수 변화 현상을 고려할 수 없으며, 따라서 그 평가결과가 합리적 이라고 판단하기 힘들다. 본 연구에서는 일련의 수치해석을 실시하여 Barren의 이론해에 적용되는 복합지반의 압밀정수 결정법에 대하여 고찰하였다. 수치해석 결과의 분석을 통하여 압밀 중에 변화하는 점토부의 체적압축거동특성과 투수성의 변화특성을 고려한 압밀정수의 결정방법을 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제43권5호
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• pp.637-655
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• 2012

In this study, stochastic responses of a cable-stayed bridge subjected to the spatially varying earthquake ground motion are investigated by the finite element method taking into account soil-structure interaction (SSI) effects. The considered bridge in the analysis is Quincy Bay-view Bridge built on the Mississippi River in between 1983-1987 in Illinois, USA. The bridge is composed of two H-shaped concrete towers, double plane fan type cables and a composite concrete-steel girder deck. In order to determine the stochastic response of the bridge, a two-dimensional lumped masses model is considered. Incoherence, wave-passage and site response effects are taken into account for the spatially varying earthquake ground motion. Depending on variation in the earthquake motion, the response values of the cable-stayed bridge supported on firm, medium and soft foundation soil are obtained, separately. The effects of SSI on the stochastic response of the cable-stayed bridge are also investigated including foundation as a rigidly capped vertical pile groups. In this approach, piles closely grouped together beneath the towers are viewed as a single equivalent upright beam. The soil-pile interaction is linearly idealized as an upright beam on Winkler foundation model which is commonly used to study the response of single piles. A sufficient number of springs on the beam should be used along the length of the piles. The springs near the surface are usually the most important to characterize the response of the piles surrounded by the soil; thus a closer spacing may be used in that region. However, in generally springs are evenly spaced at about half the diameter of the pile. The results of the stochastic analysis with and without the SSI are compared each other while the bridge is under the sway of the spatially varying earthquake ground motion. Specifically, in case of rigid towers and soft soil condition, it is pointed out that the SSI should be significantly taken into account for the design of such bridges.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.117-124
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• 2002

The major purpose of this study is to determine the dynamic behavior of soil-pile-structure interaction system considering the underground cavity. For the analysis, a numerical method fur ground response analysis using FE-BE coupling method is developed. The total system is divided into two parts so called far field and near field. The far field is modeled by boundary element formulation using the multi-layered dynamic fundamental solution that satisfied radiational condition of wave. And this is coupled with near field modeled by finite elements. For the verification of dynamic analysis in the frequency domain, both forced vibration analysis and free-field response analysis are performed. The behavior of soil non-linearity is considered using the equivalent linear approximation method. As a result, it is shown that the developed method can be an efficient numerical method to solve the seismic response analysis considering the underground cavity in 2D problem.

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

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권10호
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• pp.51-58
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• 2023

지진 시 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동은 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력에 의해 서로 다른 복잡한 동적 메커니즘에 영향을 받는다. 지진 시 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력에 의한 지반, 말뚝기초, 상부구조물의 상호작용을 고려하여 말뚝기초의 동적거동을 분석하는 방법으로 동적 p-y 곡선이 사용되고 있다. 말뚝기초의 동적 p-y 곡선을 확인하기 위한 대부분의 연구는 사질토 및 점성토로 이루어진 단일지반에 설치된 말뚝기초를 대상으로 확인되었을 뿐 다층지반에 설치된 말뚝기초의 동적 p-y 곡선을 확인하기 위한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 서로 다른 상대밀도를 갖는 이층지반의 상·하지반의 지층비가 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 지층비가 증가할수록 지반, 말뚝캡, 상부구조물에서의 최대가속도는 증가하고, 말뚝기초의 최대휨모멘트의 발생 위치는 변화하는 것으로 나타났다. 그리고 말뚝기초의 동적 p-y 곡선의 기울기는 지층비에 따라 감소 및 증가하는 것으로 확인되었다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.12-18
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• 2015

The energy pile, used for both structural foundations and heat exchangers, brings about heat exchange with the ground formation by circulating a working fluid for heating and cooling buildings. As heat exchange occurs in the energy pile, thermal stress and strain is generated in the pile body and surrounding ground formation. In order to investigate the thermo-mechanical behavior of an energy pile, a comprehensive experimental program was conducted, monitoring the thermal stress of a cast-in place energy pile equipped with five pairs of U-type heat exchanger pipes. The heating and cooling simulation both continued for 30 days. The thermal strain in the longitudinal direction of the energy pile was monitored for a 15 operation days and another 15 days monitoring followed, without the application of heat exchange. In addition, a finite element model was developed to simulate the thermo-mechanical behavior of the energy pile. A non-linear contact model was adopted to interpret the interaction at the pile-soil interface, and thermal-induced structure mechanics was considered to handle the thermo-mechanical coupled multi-field problem.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권8호
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• pp.15-26
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• 2018

최근, 성능기반 내진설계법이 도입되면서 동적수치해석을 수행하여 지진에 대한 구조물의 실제 거동을 엄밀히 평가하는 것이 필요해지고 있다. 성능기반설계를 수행하려면 수치해석 모델링의 적용성을 검증하는 것이 매우 중요하다. 그러므로, 본 연구에서는 2차원 수치해석을 수행하여 말뚝지지 구조물의 동적 거동을 분석하고 수치모델링 기법과 입력변수값 산정방법을 제안하였다. 수치모델링의 적용성은 느슨한 사질토 지반에 설치된 무리말뚝의 동적 원심모형실험 결과와 비교하여 검증하였다. 본 수치모델링은 동적 지반 물성값, 지반-말뚝 상호작용, 경계조건, 무리말뚝과 구조물의 모델링 등 원심모형실험의 실제 조건을 반영하도록 모델링하였다. 그 결과, 수치해석에서 얻어진 결과는 지반 내 가속도 변화, 말뚝의 모멘트와 변위, 그리고 구조물의 변위와 가속도 결과를 잘 모사하였다. 그러므로, 본 수치모델링 기법과 입력변수 산정기법이 무리말뚝의 내진성능을 평가할 때 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권1호
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• pp.1-9
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• 2019

To provide a simplified method for the base isolation design of LNG tanks, such as $16{\times}104m^3$ LNG tanks, we conducted a derivation and calculation example analysis of the dynamic response of the base isolation of LNG storage tanks, using dynamic response analysis theory with consideration of pile-soil interaction. The ADINA finite element software package was used to conduct the numerical simulation analysis, and compare it with the theoretical solution. The ground-shaking table experiment of LNG tank base isolation was carried out simultaneously. The results show that the pile-soil interaction is not obvious under the condition of base isolation. Comparing base isolation to no isolation, the seismic response clearly decreases, but there is less of an effect on the shaking wave height after adopting pile top isolation support. This indicates that the basic isolation measures cannot control the wave height. A comparison of the shaking table experiment with the finite element solution and the theoretical solution shows that the finite element solution and theoretical solution are feasible. The three experiments are mutually verified.