• 대한조선학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.399-406
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• 2013

In the present study, the flat plate model test method is developed to evaluate the skin friction of the marine coating in the cavitation tunnel. Six-component force balance is used to measure the profile drag of the flat plate and strut. LDV(laser Doppler velocimetry) technique is also employed to evaluate the drag and to figure out the reason of the drag reduction. The flow velocities above the surface can be used to assess the skin friction, combined with direct force measurement. Since the vortical structure in the coherent turbulence structure influences on the skin friction in the high Reynolds number regime, the interaction between the turbulence structure and the surface wall is paying more attention. This sort of thing is important in the passive control of the turbulent boundary layer because the skin friction can't be determined only by wall condition. As complicated flow phenomena exist around a paint film, systematic measurement and analysis are necessary to evaluate the skin friction appropriately.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.324-329
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• 2001

This experimental study concerns the characteristics of a transitional flow in a concentric annulus with a diameter ratio of 0.52, whose outer cylinder is stationary and inner one rotating. The pressure losses and skin-friction coefficients have been measured for the fully developed flow of $0.1\sim0.4%$ aqueous solution of sodium carbomethyl cellulose (CMC), respectively at inner cylinder rotational speed of $0\sim600rpm$. The transitional flow has been examined by the measurement of pressure losses to reveal the relation of the Reynolds and Rossby numbers with the skin-friction coefficients. The present results show that the skin-friction coefficients have the significant relation with the Rossby numbers, only for laminar regime. The occurrence of transition has been checked by the gradient changes of pressure losses and skin-friction coefficients with respect to the Reynolds numbers. The increasing rate of skin-friction coefficients due to the rotation in uniform for laminar flow regime, whereas it is suddenly reduced for transitional flow regime and, then, is gradually declined for turbulent flow regime. Consequently, the critical(axial-flow) Reynolds number decrease as the rotational speed increases. Thus, the rotation of inner cylinder promotes the early occurrence of transition due to the onset of taylor vortices.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.161-170
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• 2013

본 연구에서는 사질토지반의 거동을 상세히 모사할 수 있는 탄소성모델 및 말뚝절편 수치해석을 적용하여 말뚝지름에 따른 사질토지반에 설치된 현장타설말뚝의 주면마찰거동을 분석하였다. 수치해석 결과는 현재 사용되는 설계방법과 비교하여 극한주면마찰력과 t-z거동을 잘 예측하는 것으로 나타났다. 말뚝지름이 감소함에 따라 말뚝-지반 경계면 및 주위지반에 국부적으로 발생되는 체적팽창과 이에 따라 말뚝주면에 발현되는 유효수평응력이 더 크게 발생하기 때문에 극한주면마찰력이 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝지름이 감소함에 따라 t-z곡선 기울기의 증가는 말뚝재하에 따라 발생하는 세가지 전단단계(초기, 체적팽창, 및 일정체적 전단단계)가 일찍 발현되기 때문인 것으로 나타났다. 이러한 현장타설말뚝의 말뚝지름에 따른 극한주면마찰력에 대한 영향은 사질토지반의 상대밀도가 증가하고 구속압이 감소할수록 커지는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.247-254
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• 2003

최근에 건설공사에서 발생하는 환경문제에 대한 관심이 고조되는 가운데 저소음, 저진동 공법인 매입말뚝공법이 건설현장에 많이 적용되고 있다. 이러한 건설여건의 변화에 부흥하여 국내에서는 지반을 굴착하고 시멘트 페이스트를 주입한 후 기성말뚝을 삽입하는 SIP공법(Soil-Cement Injected Precast Pile)의 적용이 늘고 있으나, 현재 국내 지반조건에 맞는 고유의 관계식이 없는 실정이다. 이와 같은 문제해결에 기여하기 위해, 본 연구에서는 SIP말뚝 주면과 지반사이의 저항력을 직접전단시험으로 측정하여 그 경향을 분석하였다. 직접전단시험 결과 SIP말뚝의 주면 저항력 성분이 수직하중에 가장 크게 영향을 받는다는 것을 밝혀내고 국내 주요 토질인 SM, SC 토질에서 이를 인자로 한 최대주면저항력 산정식을 제안하였다. 또한 말뚝 표면과 주면 지반과의 전단저항 거동 특성을 수치적으로 정확히 묘사하기 위해 Duncan(1971)의 쌍곡선 모델식과 새로운 비선형 수치모델식에 따른 계수산정식을 제안하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.589-597
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• 2018

Centrifuge model tests were used to simulate pile-raft composite foundation and pile-geogrid composite foundation with different pile spacing for researching the time effect of negative skin friction of rigid piles in high-speed railways. The research results show that the negative skin friction has a significant impact on the bearing capacity of composite foundation. Pile-raft composite foundation has higher bearing capacity compared to pile-geogrid composite foundation to reduce the effect of negative skin friction on piles. Both the foundation settlement and negative skin friction have significant time effect. The distribution of skin friction can be simplified as a triangle along the pile. The neutral point position moves deeper in the postconstruction stage at larger pile spacing. For pile-geogrid composite foundation, the setting of pile-cap affects the position of neutral point in the post-construction stage. Reinforced cushion with geotextile may promote the better performance of cushion for transmitting the loads to piles and surrounding soils. Arching effect in the cushion of the composite foundation is a progressive process. The compression of the rigid piles contributes less than 20% to 25% of the total settlement while the penetration of the piles and the compression of the bearing stratum below the pile tips contribute more than 70% of the total settlement. Some effective measures to reduce the settlement of soils need to be taken into consideration to improve the bearing capacity of pile foundation.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.5-17
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• 2009

재하 하중에 의해 압밀 되는 지반에 관입 된 말뚝의 지지력을 예측하고자 MATLAB을 이용한 GUI환경에서 Pile NSF(Pile Negative Skin Friction)프로그램이 개발되었다. 본 연구에서 제안된 방법은 일차원 유한변위 압밀이론이 적용될 수 있도록 비선형 하중 전이법에 의한 일차원 토질-말뚝 모델 프로그램인 OpenSees 를 확장하였다. 개발된 프로그램은 압밀과정 중에 발생하는 토질-말뚝의 경계면 변화는 물론 유한 점토층의 저감이 고려되는 Mikasa의 유한변위이론을 융합하는 특성을 가지고 있다. 더 나아가 말뚝 타설 후에 재하성토에 의해 발생하는 지반의 압밀상태도 해석시에 고려할 수 있는 특징을 지니고 있다. 본 연구에서 제안된 방법에 의한 프로그램 해석은 부마찰력이 발생하는 말뚝에 대하여 말뚝 장기시험 사례 결과와 비교하여 타당성이 검증되었고, 압밀침하를 반영한 말뚝의 부마찰력 예측치는 측정된 결과와 잘 일치하고 있음을 보여주고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.47-54
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• 2006

H pile은 원형말뚝에 비해 항타에 의해 쉽게 관입이 되며, 높은 주면마찰력과 폐색효과를 나타내는 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 실내시험을 통한 화강풍화토 지반에 관입된 H형강 무리말뚝의 주면마찰력 분포특성을 관찰하는데 목적이 있다. 말뚝의 배열$(1{\times}2,\;1{\times}3,\;2{\times}2,\;2{\times}3,\;3{\times}3)$, 말뚝설치간격(2D, 4D, 6D)과 지반밀도(40%, 80%)에 따른 재하시험을 실시하였다. 실험결과 전체 재하중에 대한 주면마찰력의 분포비율은 $3{\times}3$ 무리말뚝의 경우 말뚝간격비가 증가할수록 조밀한 지반의 경우 $48{\sim}39%$, 느슨한 지반의 경우에는 $32{\sim}27%$로 각각 감소하였다 그리고 말뚝침하량에 따른 주면마찰력 분포비율은 느슨한 지반조건에서 $2{\times}2$무리말뚝의 경우 $58{\sim}33.2%$, $3{\times}3$무리말뚝의 경우 $65{\sim}38%$로 각각 감소되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.99-110
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• 2010

연구에서는 부주면마찰력이 발생하는 3개 지역 총 16본 말뚝의 현장 계측 자료들을 바탕으로 국내 지반 특성에 맞는 주면마찰계수($\alpha$, $\beta$ 계수)의 분포범위를 압밀도(U)와 역청재(S.L) 도포 유무에 따라 역산정하였다. 역청재 도포 말뚝의 부주면마찰력 저감효과는 50~90% 정도인 것으로 나타났으며, 기존 설계에 사용되던 제안 값과의 비교를 통해, 본 연구에서 산정된 $\alpha$와 $\beta$계수가 적정 범위에 있으며, 그 결과 국내지반조건을 반영한 말뚝의 장, 단기 주면마찰력을 예측할 수 있는 기본자료를 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.21-30
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• 2023

현장타설말뚝의 연암 근입부의 단위주면마찰력을 산정하는 방법 중 암반 벽면거칠기에 의한 산정 방법이 있다. 현장타설말뚝의 굴착 시공 시 암반 굴착공에 거칠기 장치를 설치하고 벽면 거칠기 모양을 측정하고 그 결과를 이용하여 주면마찰력을 산정하는 것이다. 본 연구에서는 암반벽면의 거칠기를 직접 측정한 결과와 하중전이 시험결과를 비교분석하여 거칠기시험에 의한 단위주면마찰력을 말뚝의 발생 변위에 대응하는 단위 주면마찰력으로 변환할 수 있도록 저감계수 R_f = -0.14n + 1.48(여기서, n은 하중전이시험에서 도출된 발생변위 δ를 말뚝직경 D로 나눈 변위비)을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.27-37
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• 2010

해상 매립 간척지와 같은 지반에서는 말뚝기초에서 주변 지반이 말뚝보다 상대적으로 많이 침하함에 따라 하향력이 발생하게 되며, 이 하항력은 말뚝의 침하량과 말뚝재료의 응력을 증가시켜서 기초의 안전 및 상부구조물의 사용성에 영향을 미치게 된다. 현재 국내에서는 부주면마찰력을 고려한 말뚝의 허용압축지지력 공식이 존재하나 그 적용성에 있어서 정확한 기준이 없는 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 수치해석을 실시하여 부주면마찰력이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 분석하고 지지력 산정식의 적용성 검토를 수행하였다. 국내 대표적 해양 매립 간척지라고 할 수 있는 연세대 송도국제화복합단지의 지반과 말뚝 조건을 모델링하여 선단지지 여부에 따른 수치해석을 수행하여, 그에 따른 부주면마찰력의 발생 특성에 대한 경향을 파악하였다. 또한 수치해석을 통하여 얻어진 하중-침하 곡선을 통하여 극한하중을 산정하고 그에 따른 두부하중 작용 시 발생하는 부주면마찰력을 고려하여 허용지지력 공식의 적용성을 검토하였다. 그 결과 부주면마찰력 발생이 지반의 지지력에 미치는 영향은 미미하나, 침하량 및 말뚝 재료의 허용응력에는 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 극한지지력에 안전율 3을 적용해 산정된 허용지지력과 비교시 부마찰력을 고려한 허용지지력산정법에 안전율 3을 사용한 경우 과소평가하는 경향을 보였으나 2를 적용한 경우 말뚝종류에 따라 유사하게 나타났다.