• 한국지반공학회논문집
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• 제31권11호
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• pp.5-13
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• 2015

저소음, 저진동 공법으로 널리 사용되고 있는 매입말뚝도 과거와 달리 정재하시험 보다는 동재하시험을 이용한 지지력 확인시험을 많이 수행하고 있다. 본 연구의 목적은 선단부 근처의 지반조건이 상이한 곳에 시공된 두본의 매입말뚝의 최종 경타동안에 획득된 힘과 속도 파형을 대하여 동적해석을 수행하여 매입말뚝의 지지 및 관입 거동을 분석하는 것이다. 파동방정식을 근거로 하는 동재하시험 분석 프로그램으로는 CAPWAP과 WEAP 등이 있으며 본 논문에서는 실제 현장에서 동재하시험을 수행한 매입말뚝을 CAPWAP과 WEAP을 이용하여 분석하였다. 동재하시험에서 측정된 데이터를 분석한 CAPWAP의 입력값과 결과값, 힘-속도 그래프 파형을 분석하였고, WEAP의 입력조건을 변화시키며 CAPWAP 결과와 유사한 WEAP 결과를 도출하였다. 이 때, 선단부 근처의 지반조사 결과를 고려하여 관입 깊이에 따른 N치의 분포가 지수 함수 형태이면 입력조건 중 Toe quake의 값이 작으며 이로 인해 큰 지지력이 얻어지고, 관입 깊이에 따른 N치의 분포가 선형 함수 형태이면 이와 반대되는 결과가 얻어진다. 또한 정확한 값을 구하기 어려운 해머 및 말뚝 쿠션의 강성 입력값으로서 500kN/mm 이하인 값을 추천할 수 있었다. 본 연구는 WEAP으로 실제 측정된 데이터를 분석하는 CAPWAP과 유사한 결과를 얻을 수 있으며, WEAP을 이용하여 매입말뚝의 지지력 평가가 가능함을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.5-17
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• 2018

본 연구에서는 풍화암에 근입된 강관 매입말뚝의 안전율 제안을 위하여 정재하시험과 동재하시험을 수행하였다. 현장재하시험은 직경이 0.508, 0.457m 인 시험말뚝을 제작하여 정재하시험(14회)과 동재하시험(EOID 14회, Restrike 14회)을 실시하였다. 이때, 재하시험은 시험말뚝 시공완료 후 (1)초기동재하시험(EOID)을 수행하였으며, (2)시공완료 28일 후 정재하시험을 시행하였으며, (3)정재하시험 완료 후 15일 후에 재항타동재하시험(Restrike)을 실시하였다. 본 연구 결과 Davisson 판정법의 동재하시험을 이용한 지지력 산정 결과 정재하시험 대비 재항타동재하시험은 약 15% 낮게 나타났다. 정재하시험과 동재하시험의 지지력 분석을 통하여 안전율을 비교하였고, 최종적으로 동재하시험 안전율을 기존 2.0에서 1.75로 수정 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1269-1278
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• 2006

These days the construction of extra-long piles increases. It is not unusual to install piles whose length exceed 45m. In such cases, the estimated value of negative skin friction becomes larger, often larger than the design load. In order to be sure of the safety of the super structure, the magnitude of the positive skin friction and the base bearing capacity should be known. In practice dynamic pile loading tests using PDA is the only possible measure to meet this requirement. However the analysis of dynamic pile loading test for such extra-long piles requires a thorough understanding of the pile-soil behaviour. In this paper, a new method to evaluate the positive skin friction and end bearing capacity from the normally performed PDA test is proposed. The proposed method was verified by performing specially designed pilot testings.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.17-33
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• 2022

본 연구는 지하수 유무에 따른 지진시 풍화지반에 근입된 단말뚝의 동적 거동을 분석하기 위해 수치해석을 수행하였다. 3차원 유한차분해석 프로그램을 사용하여 지하수 및 지반 조건에 따라 동적 수치해석을 수행하였으며, 풍화지반의 물성은 현장에서 채취한 흙의 물성시험을 통해 해석에 적용하였다. 건조한 지반 및 포화된 지반은 Mohr-Coulomb, Finn model을 각각 적용하여 모델링하였고, 각각의 모델링은 원심모형실험 결과와 검증을 수행하였다. 해석결과, 전반적으로 지하수위가 존재하는 경우가 건조한 경우보다 더 큰 말뚝의 수평변형을 나타냈으며, 깊은 심도에서부터 그 차이가 크게 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 포화지반에 지진이 발생하게 되면 과잉간극수압의 발생으로 인해 지반 구속압이 감소하게 되는 현상에 지배되는 것으로 확인되었다. 또한, 지반에 근입된 말뚝의 영향으로 인근 지반에서의 전단변형률이 작게 발생하고, 과잉간극수압은 말뚝과 멀리 떨어진 지반에 비해 작게 증가하는 경향을 보였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권4호
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• pp.437-447
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• 2023

Inclined piles are commonly used in civil engineering constructions where significant lateral resistance is required. Many researchers proved their positive performance on the seismic behavior of the supported structure and the piles themselves. However, most of these numerical studies were done within the framework of linear elastic or elastoplastic soil behavior, neglecting therefore the soil non-linearity at low and moderate soil strains which is questionable and could be misleading in dynamic analysis. The main objective of this study is to examine the influence of the pile inclination on the seismic performance of the soil-pile-structure system when both the linear elastic and the nonlinear soil models are employed. Based on the comparative responses, the adequacy of the soil's linear elastic behavior will be therefore evaluated. The analysis is conducted by generating a three-dimensional finite difference model, where a full interaction between the soil, structure, and inclined piles is considered. The numerical survey proved that the pile inclination can have a significant impact on the internal forces generated by seismic activity, specifically on the bending moment and shear forces. The main disadvantages of using inclined piles in this system are the bending forces at the head and pile-to-head connection. It is crucial to account for soil nonlinearity to accurately assess the seismic response of the soil-pile-structure system.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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• pp.120-129
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• 2000

As structure-soil interaction analysis for the seismic analysis of structures requires a nonlinear analysis of a structure-soil system considering the inelastic characteristics of soil layers nonlinear analyses of the foundation-soil system with the horizontal excitation were performed considering the nonlinear soil conditions for the nonlinear seismic analysis of structures. Stiff soil profile of SD and soft soil profile of SE specified in UBC were considered for the soil layers of a foundation and Ramberg-Osgood model was assumed for the nonlinear characteristics of soil layers. Studies on the changes of dynamci stiffnesses and damping rations of surface and embedded foundations depending on foundation size soil layer depth and piles were performed to investigate the effects of the nonlinear soil layer on the horizontal and rotational dynamic stiffnesses and damping ratios of the foundation-soil system According to the study results nonlinear prperties of a soil laryer decreeased horizontal and rotational linear stiffnesses and increased damping ratios largely Effects of foundation size soil layer depth and piles were also significant suggesting the necessity of nonlinear seismic analyses of structures.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제3권1호
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• pp.15-24
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• 2017

This paper explores a series of numerical simulations of dynamic responses of multi-piles (dolphin) type substructures for 2.5MW class offshore wind turbine. Firstly computational fluid dynamics (CFD) simulation was performed to evaluate wave loads on the dolphin type substructures with the design wave condition for the west-south region of Korea. Numerical wave tank (NWT) based on CFD was adopted to generate numerically a progressive regular wave using a virtual piston type wave maker. It was found that the water-piercing area of piles of the substructure is a key parameter determining the wave load exerted in horizontal direction. In the next the dynamic structural responses of substructure members under the wave load were calculated using finite element analysis (FEA). In the FEA approach, the dynamic structural responses were able to be calculated including a deformable body effect of substructure members when wave load on each member was determined by Morison's formula. The paper numerically identifies dynamic response characteristics of dolphin type substructures for 2.5MW class offshore wind turbine.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권1호
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• pp.29-36
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• 1988

본 연구에서는 지진하중을 받는 파일기초의 횡방향 동적 거동해석이 수행되었다. 해석모델은 간편하면서도 비교적 정확한 Beam-on-twinkler Foundation 모델을 사용하였다. 동적 P-y 관계는 지반의 비선형 효과를 고려할 수 있는 Kagawa와 Kraft가 제안한 방법을 사용하였으며. 이 관계는 해석결과에 가장 큰 영향을 미친다. 또한, 파일의 군 효과도 근사적으로 고려하였다. 해석결과로는 파일이 지지하는 상부구조물이 없을 경우에는 파일의 거동은 지반의 거동과 일치하였다. 그러나 상부구조물이 있을 경우에는 파일과 지반사이에 상대변위가 발생하였다. 또한 파일의 내진설계시에는 지반의 거동으로 인하여 파일에 거리는 휭모멘트를 견딜 수 있게 설계하여야 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권10호
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• pp.39-46
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• 2019

상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 내진설계 시 지반-구조물의 상호작용이 고려되어야 한다. 무리말뚝 설계 시 지반과 구조물의 비선형 관계는 p-y 곡선이 많이 사용되고 있으며 지진과 같은 동적하중조건에서 지반-구조물의 상호작용이 고려된 동적 p-y 곡선을 무리말뚝의 내진설계에 사용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 이와 같은 연구는 말뚝 캡에 의한 지지효과 및 상부구조물의 관성거동에 의한 상호작용은 고려되지 않았다. 이에 본 연구에서는 사질토 지반에 근입된 상부구조물을 지지하는 무리말뚝에서 말뚝 캡의 변화가 무리말뚝에 미치는 영향을 확인하기 위해 말뚝의 배열 및 중심 간격은 고정하고 말뚝 캡 측면과 말뚝 중심 간격을 변화시켜 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 무리말뚝에서 말뚝 캡 측면과 말뚝 중심 간격의 변화가 말뚝의 동적 p-y 곡선 및 무리말뚝 효과에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.105-111
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• 2013

국내외에서 널리 사용 중인 표준관입시험(Standard Penetration Test, SPT)은 작업의 용이성, 다양한 지반정수와 강도정수를 결정방법 등의 장점을 지니고 있다. 이러한 SPT 수행시에 발생하는 해머 에너지는 N치의 산정 및 보정에 매우 중요한 영향인자가 된다. SPT시험시 해머 타격에 의하여 롯드로 응력파가 전달되는 현상이 말뚝 항타 시에 발생하는 현상과 동일하다하여 SPT에 PDA장비를 적용하여 관입에너지를 측정하는 방법이 개발되어 사용 중에 있다. 본 연구에서는 SPT 롯드를 말뚝으로 가정하여 SPT 에너지 효율 측정롯드를 SPT시험과 동적콘관입시험에 적용하여 얻어진 힘과 속도의 파형을 매칭기법(CAPWAP, CAse Pile Wave Analysis Program) 분석을 수행하여 매입말뚝에 대한 극한선단지지력을 예측하는 기법을 제안하였다. 또한, SPT 에너지 효율 측정롯드에서 예측된 선단지지력과 실물 말뚝정재하시험을 통하여 산정된 선단지지력을 비교분석하였다. 연구결과를 토대로 SPT나 동적콘관입시험을 통하여 매입말뚝의 지지력을 간편하게 예측할 수 있는 경험식을 제시하였다.