• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.21-32
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• 2020

세계적으로 대규모 인프라 구조 건설 시장이 확대됨에 따라 극한지 및 극서지와 같은 극한 환경에서의 토목 구조물 시공이 계획 혹은 시공 중에 있다. 이에 따라 구조물의 지지력 확보를 위한 말뚝 기초의 시공이 필수적이나 극한지 및 극서지의 지반 변형 가능성으로 인해 말뚝 기초의 안정성 및 기능 상실이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 새로운 형식의 말뚝 기초를 개발함으로써 지반 변형에 대응하고자 하며, 극한지 및 극서지에서 발생 가능한 지반 변형을 크게 융기 및 침하로 구분하였다. 지반 변형 대응형 말뚝은 강관 말뚝 내부에 수축 및 팽창이 가능한 실린더가 삽입된 형태로 융기 및 침하 과정에서 실린더의 거동에 따른 말뚝 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 수치해석 결과 지반 융기는 말뚝의 과도한 인장응력을 발생시켰으며, 실린더의 팽창 조건은 말뚝에 작용하는 인장 응력을 분담해 주어 전체적으로 말뚝에 작용하는 축 응력을 감소시켰다. 지반 침하는 부주면 마찰력 발생에 따른 말뚝의 압축응력을 증가시켜 주었는데, 실린더는 중립점 이하에 위치하여 수축 거동 시 최적의 효율을 보여주었다. 하지만 지반 변형 대응형 말뚝 시공 시 수축 및 팽창량은 상부 구조체의 허용 변위 범위를 준수하여야 하며, 설계 시 이에 따른 고려가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국공간구조학회지
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• 제14권4호
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• pp.8-13
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• 2014

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8128-8139
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• 2015

최근 구조물 기초 분야에 대한 한계상태설계법이 국제적인 기술표준으로 요구됨에 따라 연구기반이 미약한 연약지반 개량공법에 대한 하중저항계수설계법 개발의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 신뢰성 분석을 통해 항타강관말뚝의 목표신뢰성지수 및 저항계수를 산정하여 기초 구조물에 대한 LRFD code를 개발하고자 하였다. 프로그램의 검증을 위해 광양지역 16개의 항타말뚝 재하시험 결과와 2008년 한국건설기술연구원에서 이용된 57개의 항타말뚝 재하시험 결과를 취합하였다. 구조물기초설계기준에서 제안하고 있는 두가지 정역학적 설계공식에 대해서 대표 측정지지력과 설계지지력을 비교함으로써 저항편향계수를 평가하였고, 저항편향계수의 통계특성을 이용하여 일차신뢰도법 및 몬테카를로 실뮬레이션에 의한 신뢰성 분석을 실시하였다. 그 결과, 항타강관말뚝의 목표 신뢰성지수 2.0, 2.33, 2.5에 대해서 선단부 N치 50이하인 경우 두 지지력 공식의 저항계수는 각각 0.611~0.684, 0.821~0.537, 선단부 N치 50이상인 경우 각각 0.608~0.545, 0.749~0.643으로 제안되었다. 본 연구결과는 향후 다양한 기초구조물 및 지반구조물의 하중저항계수설계법 개발을 위한 자료로서 그 활용성이 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권9호
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• pp.29-43
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• 2009

전산기술의 발달과 더불어 좀 더 복잡하고 반복적인 계산을 쉽게 수행할 수 있게 됨으로써 하중전이곡선을 이용한 하중전이해석법이 널리 이루어지고 있다. 현재 국내에서도 하중전이해석법을 많이 사용하고 있다. 그러나 이러한 하중전이해석법에서 사용되는 곡선들은 대부분 외국에서 개발된 곡선들로서 국내지반에서의 적용성 여부는 확실치 않다. 본 연구에서는 타입강관말뚝의 하중전이곡선을 도출하기 위하여 국내 9곳의 현장재하시험 데이터를 수집하였다. 이들을 분석하여 사질토와 점성토에 대하여 각각 $f/f_{max}$-w/D 곡선의 평균선을 구하였으며 각 곡선을 쌍곡선함수로 나타내었다. 그리고 이 곡선의 적용성을 알아보기 위하여 이 곡선을 이용한 결과와 말뚝해석 프로그램인 TZPILE 2.0을 이용한 결과를 국내 3현장의 재하시험결과와 비교분석하였다. 그 결과 일반적으로 본 연구의 결과를 적용하여 얻은 하중-침하량 관계가 기존의 TZPILE 2.0으로 얻은 관계보다 비교적 실측값에 가까운 경향을 보였으며 보수적으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.19-29
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• 2008

국내 기초구조물에 대한 하중저항계수설계법 개발의 일환으로 항타강관말뚝에 대한 신뢰성 수준을 평가하고 목표 신뢰도지수를 결정하였다. 국내 정재하시험 및 지반조사 자료를 수집하여 말뚝의 대표 측정 극한지지력을 결정하였고, 정역학적 지지력공식과 Meyerhof 경험식을 이용하여 설계 극한지지력을 산정하였다. 이들 자료의 비교 분석을 통해 저항편향계수를 산정하였다. 저항편향계수의 통계 특성을 이용하여 일차신뢰도법 및 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 신뢰성 분석을 실시하였다. 정역학적 지지력공식은 자료의 변동성이 낮았고 Meyerhof 경험식은 내재적 보수성이 크게 나타났다. 안전율 3.0~5.0에 대한 신뢰도지수 분석 결과 정역학적 지지력공식은 1.50~2.89, Meyerhof 경험식은 1.61~2.72로 평가되었다. 신뢰성 분석 결과를 바탕으로 목표 신뢰도지수는 무리말뚝으로 시공되는 경우 2.0, 2.33을, 무리말뚝으로 시공되지 않는 경우 2.5의 값을 결정하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.551-560
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• 2009

Introduced was a new anti-corrosive method with improved ease of construction, economy, and durability that could be applicable for steel-composite drilled shaft. The feasibility and economy of sea-water-resistant steel was evaluated under the assumption that it was to substitute carbon steel for steel casing of drilled shaft foundation as a load carrying structural member not just as a sacrifice casing, and that anti-corrosive protection measures as required by the domestic standards was applied. Sea-water-resistant steel was found to cost 30% to 55% more, depending on pile diameter and the type of applied anti-corrosive measures, than carbon steel for the service life time of 70 years: 50% to 90% more for 100 years of service life.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.339-347
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• 2007

점토와 모래로 구성된 두 개의 현장에 대하여 두 종류의 강널말뚝에 대한 관입시험을 수행하고 시험결과를 기존의 이론식에 적용하여 강널말뚝의 지지력과 항타관입성을 평가하였다. Davisson 방법과 Bernhard 방법을 이용하여 예측된 강널말뚝의 지지력값은 비교를 위해 계산한 정역학적 지지력값에 비해 각각 11.9배, 1.6배 크게 계산되었다. $T\ddot{u}nkers$ 방법과 ${\beta}$방법을 이용한 깊이별 항타관입성 검토결과 두 방법 모두 모래지반에 대해서는 관입시험결과에 부합하는 항타관입성을 보여주고 있으나 점토지반에 대해서는 그렇지 않았다. Savinov and Luskin 방법을 이용한 해머선정결과에 의하면 점토지반에 대해서 원활한 관입을 위해서는 실제 시공에 사용된 해머의 모터출력보다 더 근 해머가 필요함을 알 수 있었으며 모래지반에 대해서는 선정된 모터출력에 부합되는 용량의 해머가 사용되었음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.343-350
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• 2006

국내 기초구조물에 대한 저항계수 산정 및 하중저항계수설계법(LRFD) 개발의 일환으로 항타강관말뚝에 대한 저항편향계수를 산정하였다. 정재하시험 및 지반조사 자료를 수집하여 국내외의 기준에 따른 극한지지력을 산정한 후 말뚝의 대표 극한지지력을 결정하였다. 자료의 통계분석 결과에 기초하면, Davisson 기준이 말뚝의 극한지지력을 가장 합리적으로 평가하는 것으로 나타났다. 정역학적 지지력 공식과 N치를 이용한 Meyerhof 경험식을 이용하여 설계 극한지지력을 산정하였다. 이들 자료의 비교 분석을 통해 항타강관말뚝의 저항편향계수는 정역학적 지지력공식과 Meyerhof 경험식에 대해 각각 0.98, 1.46으로 산정되었다. 또한 두 가지 지지력 산정방법 중 정역학적 지지력공식의 불확실성이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권2호
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• pp.97-104
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• 2018

PHC 파일을 연결하기 위해 수평 및 수직 볼트를 사용한 연결부의 안전성 평가를 유한요소해석을 통하여 수행하였다. 수치해석 모델은 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하였으며 모든 연결 장치를 3D Solid 모델로 모델링하였다. 볼트 연결부는 ABAQUS에 제시된 Contact 및 Tie 조건에 고려하여 검토하였다. 유한요소해석을 통해 PHC 파일 연결부의 압축, 인장, 휨 및 전단 해석을 수행하였으며, 각 연결 장치에서 발생하는 Von-Mises 응력을 도출하여 볼트연결부의 안전성을 평가하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.775-778
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• 2008

기초의 지지방식 중 깊은 기초로 분류되는 말뚝기초는 일반적으로 고강도의 기성강관(Spiral Steel Pipe)을 재료로 한 말뚝을 사용하는 것이 설계 및 시공측면에서 유리하나, 현재 국내 외의 치솟는 건설원자재 비용 및 고유가에 따른 장거리 운반비용의 증가와 더불어 건설현장에서의 경제적 부담이 상당부분 증가되고 있는 실정이다. 특히, 개발후진국을 비롯한 건설 산업의 국제적 진출에 대한 활기와 더불어 해외현장 변동상황(원자재의 수급 문제에 따른 공기지연 및 경제성) 등을 고려하면 이에 대한 능동적인 대처가 절실할 수 있다. 본 사례는 중동지역 $\bigcirc\bigcirc$조선소의 이러한 현장여건을 고려하여 중 소하중 규모의 크레인 기초에 적용된 말뚝의 구조 해석적 검토와 지역 지반조건을 반영하여 안정하고 현지조달이 가능한 말뚝 재료의 변경을 제안한 경우이다. 본 검토에서는 기초 말뚝의 정역학적 허용지지력과 기초지반 조건을 고려한 항타관입 분석 및 크레인 이동하중을 고려한 응력해석을 실시하여 최대연직력, 모멘트, 전단력, 응력비 등을 비교하였으며, 동일한 검토조건하에서 결과를 바탕으로 변경 가능한 말뚝을 선정하였다. 기초지반에 대한 적정안전율을 갖는 허용지지력 및 구조적 안정성의 확보가 가능한 콘크리트 말뚝으로의 변경이 가능하며 상부하중 규모에 따라 설치간격에 따른 파일본수의 증 감이 발생되었다.