• Geomechanics and Engineering
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• 제9권5호
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• pp.547-567
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• 2015

This study investigates the behavior of group of tapered and cylindrical piles. The bearing capacities of groups of tapered and cylindrical piles are computed and compared. Modeling of group of piles in this study is conducted in sand using three-dimensional finite element software. For this purpose, total bearing capacity of each group is firstly calculated using the load-displacement curve under specific load and common techniques. Then, the model of group of piles is reloaded under this calculated capacity to find group settlements, stress states on the lateral surfaces of group block, efficiency of group and etc. In order to calculate the efficiency of each group, single tapered and cylindrical piles are modeled separately. Comparison for both tapered and cylindrical group of piles with same volume is conducted and a relation to predict tapered pile group efficiency is developed. A parametric study is also performed by changing parameters such as tapered angle, angle of internal friction of sand, dilatancy angle of soil and coefficient of lateral earth pressure to find their influences on single pile and pile group behavior.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권6호
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• pp.615-626
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• 2019

Lightweight concrete (LWC) provides an attractive alternative to conventional piles by improving the durability of deep foundations. In this paper, the drivability of cylindrical and tapered piles made of lightweight and common concrete (CC) under hammer impacts was investigated by performing field tests and numerical analysis. The different concrete mixtures were considered to compare the mechanical properties of light aggregate which replaced instead of the natural aggregate. Driving tests were also conducted on different piles to determine how the pile material and geometric configurations affect driving performance. The results indicated that the tapering shape has an appropriate effect on the drivability of piles and although lower driving stresses are induced in the LWC tapered pile, their final penetration rate was more than that of CC cylindrical pile under hammer impact. Also by analyzing wave propagation in the different rods, it was concluded that the LWC piles with greater velocity than others had better performance in pile driving phenomena. Furthermore, LWC piles can be driven more easily into the ground than cylindrical concrete piles sometimes up to 50% lower hammer impacts and results in important energy saving.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.69-77
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• 2019

본 논문에서는 테이퍼 마찰말뚝의 자유진동을 평가할 수 있는 해석모델을 제안하였다. 불균질 지반에 설치된 정적 수직하중을 받는 테이퍼 마찰말뚝의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 지배방정식을 Runge-Kutta 법을 이용하여 직접 수치적분하였고, 미분방정식의 고유치인 고유진동수는 Regula-Falsi 법을 이용하여 산정하였다. 원통형 말뚝의 고유진동수 계산값은 기존 문헌값과 잘 일치하였다. 수치예를 통해 말뚝의 변단면, 주면마찰력, 단부조건, 수직압축하중 및 지반의 불균질성이 고유진동수와 모드형상에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.19-27
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• 2019

본 논문에서는 테이퍼 말뚝의 좌굴 거동을 평가할 수 있는 해석모델을 제안하였다. 말뚝의 변단면과 주면마찰, 지반의 비균질성을 고려하는 지반-말뚝 시스템의 좌굴을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 지배방정식을 Runge-Kutta 법을 이용하여 직접 수치 적분하였고, 미분방정식의 고유치인 좌굴하중은 Regula-Falsi 법을 이용하여 산정하였다. 원통형 말뚝에 대한 문헌값과 이 연구의 좌굴하중을 비교하여 연구의 타당성을 검증하였고, 지반-말뚝에 관련된 무차원변수가 좌굴하중, 좌굴모드, 좌굴응력에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권8호
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• pp.57-64
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• 2009

본 연구에서는 등가변형을 이용하며 테이퍼 말뚝의 지지력을 산정하는 방법을 제안하였다. 지반조건과 테이퍼각도를 고려하여 지지력을 산정하던 기존의 방법과 달리, 테이퍼말뚝의 지지력산정시 콘관입시험 결과를 활용하도록 하였다. 이때 테이퍼말뚝은 등가변형을 이용하여 형태를 단순화 시켰으며 이를 통해 실무에서 비교적 쉽게 지지력을 산정 할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 검증을 위해 실내시험과 현장시험을 실시하였다. 실내모형시험 결과로부터 측정된 극한지지력과 본 연구에서 제안된 방법에 의한 예측값을 비교한 결과 표준편차는 $0.05{\sim}0.121$, COV는 $0.04{\sim}0.05$의 값을 보여 대체적으로 유사한 결과를 보였으며, 현장시험은 약 2.5%의 오차를 보여 측정값에 근접함을 알 수 있었다. 그 결과 제안된 지지력 산정법은 테이퍼말뚝의 지지력을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.69-76
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• 2007

테이퍼말뚝의 연직거동은 지반의 응력상태와 내부마찰각, 말뚝의 벽면마찰각, 말뚝의 테이퍼 각도에 영향을 받는다. 본 논문에서는 테이퍼 각도가 말뚝의 연직거동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 가압토조를 이용한 모형말뚝시험을 실시하였다. 시험결과에 따르면 말뚝의 테이퍼 각도가 커질수록 주면마찰력은 커지고 선단지지력은 감소하였으나, 단위 선단지지력의 경우 보통 상대밀도의 지반에서는 말뚝의 테이퍼 각도에 비례해서 증가하였으나 조밀한 지반에서는 테이퍼 각도에 따라 감소하였다. 그리고 말뚝의 전체지지력에 대한 주면마찰력의 비율은 테이퍼 각도가 커짐에 따라 그리고 지반의 상대밀도가 작아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. 또한 말뚝의 단위 체적당 전체지지력은 지반이 느슨할 때는 테이퍼 각도에 따라 증가했지만 조밀한 지반에서는 테이퍼 각도에 따라 감소하였다. 따라서 테이퍼말뚝은 조밀한 지반보다는 느슨한 지반에서 더 경제성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.832-835
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• 2005

본 연구는 지반에 근입된 변단면 말뚝의 자유진동에 관한 연구이다. 이 논문에서는 말뚝이 근입된 지반을 Winkler형으로 이상화하여 변단면 말뚝의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 무차원형으로 표현하였으며, 이를 수치해석하여 대상구조의 고유진동수를 산출하였다. 수치해석 예에서는 상단이 자유, 하단이 회전지점과 회전스프링으로 이루어진 말뚝을 대상으로 회전스프링상수, 근입비, 지반계수, 접촉면의 폭비에 따른 고유진동수를 산출하고 그 결과를 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.35-45
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• 2007

말뚝의 거동특성은 지반조건 뿐만 아니라 말뚝의 형상에 의해서도 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 비배토 테이퍼말뚝과 원통형말뚝의 연직거동과 지지력 특성을 조사하기 위해서 선단지지력과 주면마찰력을 분리해서 측정할 수 있는 모형말뚝과 가압토조를 이용해서 총 12회의 모형말뚝시험을 실시하였다. 시험결과 원통형말뚝의 주면 하중은 말뚝 직경의 4%에 해당하는 침하량에서 극한치에 도달하였다. 반면 테이퍼말뚝의 주면하중은 말뚝이 침하함에 따라 계속 증가하는 경향을 보였으며, 원통형말뚝의 주면하중보다 상당히 큰 것으로 나타났다. 그리고 조밀한 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체지지력이 원통형말뚝보다 작은 반면 상대밀도가 보통인 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체 지지력이 원통형말뚝보다 큰 것으로 나타났다. 테이퍼말뚝의 단위 극한선단지지력은 지반의 토압계수가 0.4보다 클 때 원통형말뚝보다 컸으며, 테이퍼말뚝의 단위 극한주면마찰력은 지반의 토압계수와는 무관하게 원통형말뚝보다 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.101-110
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• 2007

말뚝의 형상이 비배토말뚝의 지지력에 미치는 영향을 규명하기 위하여 가압토조와 형상이 다른 세개의 모형말뚝을 이용해서 일련의 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 시험결과에 따르면 테이퍼말뚝의 지지력은 지반의 응력상태와 상대밀도 뿐만 아니라 말뚝의 테이퍼 각도에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 모형시험의 결과에 근거해서 비배토말뚝의 지지력을 예측할 수 있는 새로운 지지력 산정식을 제안하였으며, 그 제안식에는 말뚝의 테이퍼 각도가 지지력에 미치는 영향이 반영되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.744-747
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• 2008

In this study, to analyze the rotation point of piles, the laboratory lateral load test was performed. The lateral load bearing capacity is one of the important factor related with structure failure directly. Analyzing rotation point in different soil condition, relative density and stress condition, leads more accurate ultimate lateral bearing capacity. Also, reliability was analyzed about established 예측식 as applying to tapered pile. As a result, the established prediction was suitable to cylider pile, but not to tapered pile.