• Geomechanics and Engineering
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• 제10권5호
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• pp.599-615
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• 2016

The present research presents experimental and finite element studies to investigate the behavior of piled raft-tunnel system in a sandy soil. In the experimental work, a small scale model was tested in a sand box with load applied vertically to the raft through a hydraulic jack. Five configurations of piles were tested in the laboratory. The effects of pile length (L), number of piles in the group and the clearance distance between pile tip and top of tunnel surface (H) on the load carrying capacity of the piled raft-tunnel system are investigated. The load sharing percent between piles and rafts are included in the load-settlement presentation. The experimental work on piled raft-tunnel system yielded that all piles in the group carry the same fraction of load. The load carrying capacity of the piled raft-tunnel model was increased with increasing (L) for variable (H) distances and decreased with increasing (H) for constant pile lengths. The total load carrying capacity of the piled raft-tunnel model decreases with decreasing number of piles in the group. The total load carrying capacity of the piles relative to the total applied load (piles share) increases with increasing (L) and the number of piles in the group. The increase in (L/H) ratio for variable (H) distance and number of piles leads to an increase in piles share. ANSYS finite element program is used to model and analyze the piled raft-tunnel system. A three dimensional analysis with elastoplastic soil model is carried out. The obtained results revealed that the finite element method and the experimental modeling are rationally agreed.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.143-162
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• 1998

본 연구에서는, 조립토 단말뚝에 대한 지배적인 파괴형태를 구분짓는 한계깊이 즉, 팽창파괴 중 심부까지의 깊이에 대한 정량적 예측기법을 우선 제시하고, 또한 강성매트기초 하부에 정방형 군형태로 설치되는 조립토 말뚝에 대해, 1) 상부재하하중에 대한 기초지반의 하중분담 봉과를 고려하고, 원추형상의 모델링 및 원지반의 치환율 등을 근거로 각 말뚝의 팽창파괴 중심부까지의 깊이를 결정하기 위한 기법, 2) 인접 말뚝에 의한 훤지반와 치환효과가 고려된 합성탄성계수 개념을 토대로 조립토 말뚝에 의해 보강된 지반의 극한공동압을 평가하는 기법 등이 아울러 제시되었고, 최종 수행되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권3호
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• pp.255-265
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• 2020

Laboratory tests are conducted to investigate the performance of retaining system with different combinations of long-short piles. Numerical analysis implemented using ABAQUS are verified by comparing numerical results with measured data. By performing numerical studies, the horizontal displacement of piles, heave of excavation bottom and bending moment of pile for various pile system with different pile lengths are investigated. Results show that long piles share higher bending moments than short piles. The increase in the number of short piles leads to a slight increase in the heave at excavation bottom for long-short pile retaining system. Retaining system with different long and short pile combinations have greater effects on the horizontal displacement of pile above the excavation bottom, compared to its counterparts below excavation bottom. For a given length of long pile, the bending moment and displacement of piles increase with the decrease in length of short piles, while the increasing rate of maximum moment of retaining pile system is insignificant. Results highlight that a reliable and economical pile retaining system can be designed by optimizing the number and length of short piles, provided that the working performance of retaining structures above excavation bottom meets the design requirement in practice.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권11호
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• pp.107-119
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• 2018

PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝을 현장 시험 부지에서 시험시공하였다. 이들 선단변형 PHC말뚝들에 대하여 하중전이측정이 수반된 연직압축정재하시험을 실시하였으며 시공직후 항타후 동재하시험을 수행하였다. 또한 선단부만 그라우팅한 선단변형PHC말뚝에 대한 연직압축정재하시험도 실시하였다. 3가지 다양한 선단말뚝들 즉, PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝의 하중-침하량 거동은 거의 동일한 양상을 나타내었다. 따라서 말뚝이 선단지지층에 근입된 길이가 동일하고 말뚝 본체의 직경이 동일할 경우 확장판 선단부착 PHC말뚝 및 강관 선단부착 PHC말뚝의 지지력 증대 효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 최종재하하중단계에서 PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝의 주면마찰력은 각각 전체 재하하중의 95.8%, 95.6%, 97.8%를 분담하였으며, 선단지지력은 전체 재하하중의 4.2%, 4.4%, 2.2%를 분담하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.51-62
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• 2004

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과뿐 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었던 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을 산정하기 위한 기법을 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가기법의 타당성을 실내모형실험을 통하여 검증하였으며, 실험결과를 토대로 하여 군말뚝의 지지력 증가효과 및 압밀계수의 변화에 대하여 비교, 분석을 실시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권6호
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• pp.559-572
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• 2021

This research presents the monitoring results and their interpretation on load sharing of the pile foundation during the construction of a high-rise (124 m in height) building in Bangkok, in soft clayey ground. Axial forces in several piles, pore water pressure and earth pressures beneath the raft in a tributary area were monitored through the construction period of the building. The raft of the pile foundation in soft clayey ground can share the load up to 10-20% even though the foundation was designed using the conventional approach in which the raft resistance is ignored. The benefit from the return of ground water table as the uplift pressure is recognized. A series of parametric study by 3D-FEA were carried out. The potential of utilizing the piled raft system for the high-rise building with underground basement in soft clayey ground was preliminarily confirmed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.115-124
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• 2004

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과 뿐만 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었면 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을산정하기 위한 기법을 부시네스크 식을 이용하여 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가 기법의 타당성을 실내모형 실험 및 수치해석 프로그램인 PFC-2D 프로그램을 이용한 수치해석 결과와의 비교, 분석을 통해 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.83-94
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• 2007

말뚝지지 전면기초는 말뚝기초를 경제적으로 설계할 수 있는 개념으로 주목을 받고 있으나, 전면기초, 말뚝, 지반간의 상호작용이 복잡하여 아직 국내에서 쉽게 실용화가 되고 있지 않은 실정이다. 저자들은 말뚝지지 전면기초의 실용화를 위해 필수적이라고 할 수 있는 효율적인 근사해석 프로그램을 개발하였으며, 본 논문에 그 내용을 간략하게 소개하였다. 개발된 프로그램에 적용된 해석모델은 크게 두 부분으로 구성되는데, 하나는 스프링 위에 놓인 유한요소의 기초판 해석모델이고, 다른 하나는 다층지반에 대하여 말뚝의 비선형성 및 상호작용의 영향을 고려할 수 있는 군말뚝 해석모델이다. 두 모델간의 적합조건을 만족시키기 위한 반복계산과정을 통해 지반과 말뚝의 강성을 구하여 말뚝지지 전면기초의 설계에 필요한 거동 예측결과를 얻을 수 있다. 해석기법의 검증을 위하여 정밀한 3차원 유한요소해석 및 기존에 개발된 근사해석방법들과의 비교분석을 수행하였으며, 이를 통해 개발된 프로그램이 기초요소간의 상호작용을 합리적으로 고려하면서도 비선형 해석이 가능하고 다층지반에 대한 적용성이 좋아 말뚝지지 전면기초의 해석 및 설계를 위한 실용적 목적에 잘 부합하는 성능을 갖는 것을 알 수 있었다.