• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권12호
• /
• pp.73-87
• /
• 2021

잔교식 구조물은 선박을 안전하게 접안하여 화물을 송수신할 수 있는 구조물로서, 포화된 경사지반에 주로 설치된다. 이러한 잔교식 구조물의 내진설계 시 기준서에서는 예비 설계 방법으로 응답스펙트럼해석법을 활용하도록 제시하고 있으나, 현재 포화지반에 관입된 잔교식 구조물의 모델링 방법에 대한 지침은 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 포화지반에 관입된 잔교식 구조물의 내진성능을 평가하기 위해 동적원심모형실험 및 응답스펙트럼해석을 수행하였다. 동적원심모형실험을 위해 잔교식 안벽 말뚝 중 일부 구간(3×3 군말뚝)을 선정하였으며, 지반 포화 여부에 따라 2가지 모델(건조, 포화)로 분류하였다. 이후 실험 모델에 지반 스프링 방법을 적용하여 응답스펙트럼해석을 수행하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 건조지반 모델 및 액상화가 발생하지 않는 포화지반 모델의 경우 모멘트 차이가 최대 51% 이내로 발생하였으며, 깊이 별 모멘트를 적절히 모사하는 것으로 나타났다. 그러므로 본 모델의 경우 Terzaghi(1955)가 제시한 수평지반반력상수를 활용하여 모델링을 수행하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제5권3호
• /
• pp.241-261
• /
• 2013

The bearing mechanism of pile during installation and loading process which controls the deformation and distribution of strain and stress in the soil surrounding pile tip is complex and full of much uncertainty. It is pointed out that particle crushing occurs in significant stress concentrated region such as the area surrounding pile tip. The solution to this problem requires the understanding and modeling of the mechanical behavior of granular soil under high pressures. This study aims to investigate the sand behavior around pile tip considering the characteristics of sand crushing. The numerical analysis of model pile loading test under different surcharge pressure with constitutive model for sand crushing is presented. This constitutive model is capable of predicting the dilatancy of soil from negative to positive under low confining pressure and only negative dilatancy under high confining pressure. The predicted relationships between the normalized bearing stress and normalized displacement are agreeable with the experimental results during the entire loading process. It is estimated from numerical results that the vertical stress beneath pile tip is up to 20 MPa which is large enough to cause sand to be crushed. The predicted distribution area of volumetric strain represents that the distributed area shaped wedge for volumetric contraction is beneath pile tip and distributed area for volumetric expansion is near the pile shaft. It is demonstrated that the finite element formulation incorporating a constitutive model for sand with crushing is capable of producing reasonable results for the pile loading problem.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.3-44
• /
• 1999

This paper discusses the lateral behavior of single and group piles in homogeneous and non-homogeneous(two layered) soil. In the single pile, the model tests were conducted to investigate the effects on ratio of lower layer height to embedded pile length, ratio of soil modules of upper layer to lower layer, boundary rendition of pile head and tip, embedded pile length, pile construction condition, ground condition with saturate and moisture state in Nak-Dong river sand. Also, in the group pile, the model tests were to investigate the effects on spacing-to-diameter ratio of pile, pile array, ratio of pile spacing, boundary condition of pile head and tip, eccentric load and ground condition. The maximum bending moment and deflection induced in active piles were found to be highly dependent on the relative density, pile construction condition, boundary condition of pile head and tip. Based on the results obtained, it was found that the decrease of lateral bearing capacity in saturated sand was in the range of 31% - 53% as compared with the case of dry sand. Also, in the group pile, a spacing-to-diameter of 6.0 seems to be large enough to eliminate the group effect for the case of relative density of 61.8%, and 32.8%, and then each pile in such a case behaves essentially the same as a single pile. In this study, the program is developed by using the modified Chang method which used p - y method and the exact solution of governing equation of pile and it can be used to calculate the deflection, bending moment and soil reaction with FDM in non-homogeneous soil. In comparing the modified Chang method with field test results, the predict results shows better agreement with measured results in field tests.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2000년도 연약지반처리위원회 학술세미나
• /
• pp.32-41
• /
• 2000

Sand drain as a vertical drainage is widely used in soft ground improvement Recently, sand, the principal source of sand drain, is running out. The laboratory model tests were carried out to utilize gravel as a substitute for sand. Though which the characteristics of gravel are compared to those of sand for engineering purpose. Two cylindrical containers for the model test were filled with marine clayey soil from the west coast of Korea with a column in the center, one with sand, the other with gravel. Vibrating wire type piezometers were installed at the distance of 1.0D, 1.5D and 2.0D from the center of the column. The characteristics of consolidation were studied with data obtained from the measuring instrument place on the surface of the container. The parameter study was performed on the marine clayey soil before and after the test in order to verify the effectiveness of the improvement. The clogging effect was checked at various depth in gravel column after the test. In-situ tests area was divided into two areas by material used. One is Sand Drain(SD) and Sand Compaction Pile(SCP) area, the other is Gravel Drain(GD) and Gravel Compaction Pile(GCP) area. Both areas were monitored to obtain the information on settlement, pore water pressure and bearing capacity by measuring instruments for stage loading caused by embankment. The results of measurements were analyzed. According to the test results, the settlement was found to be smaller in gravel drain than in sand drain. The increase in bearing capacity by gravel pile explains the result. The clogging effect was not found in gravel column. It is assumed that gravel is relatively acceptable as a drainage material. Gravel is considered to be a better material than sand for bearing capacity, and it is found that bearing capacity is larger when gravel is used as a gravel compaction pile than as a gravel drain.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권4C호
• /
• pp.159-167
• /
• 2012

본 연구는 실내 모형말뚝 재하실험과 유한요소해석을 통해 모형말뚝 선단부 주변 흙의 변형률 거동을 비교 분석하였다. 모형말뚝의 하중을 모사하기 위해 LCM(load control method) 기법과 DCM(displacement control method) 기법을 소개하고, 이 중 수치해석에 타당한 기법을 제안하였다. 유한요소해석에 있어서 말뚝의 미끄럼 거동을 모사하기 위해 기존과는 달리 두 가지 경계면 요소를 사용하여 모형실험 결과와 비교하였다. 본 연구를 통해 비연관 흐름의 정도(degree of non-associated flow)가 수치해석 값 수렴에 중요한 요소임을 알 수 있었다. 또한 수치해석에 있어 대칭인 최대전단변형률 분포를 얻기 위해서는 새로이 개선된 유한요소망(finite element mesh)의 도입이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권6호
• /
• pp.37-47
• /
• 2018

본 연구에서는 모래다짐말뚝(sand compaction pile, SCP)과 자갈다짐말뚝(gravel compaction pile, GCP)으로 보강된 지반의 극한지지력을 예측할 수 있는 식을 제안하고자 34개의 국내외 실내재하시험 데이터를 수집하고 이를 분석하였다. 수집된 자료를 기존의 이론식에 의한 극한지지력 산정 값과 비교하여 기존 이론식의 예측 정도를 파악하였다. 또한 극한 지지력 예측식을 제안하고자 다중회귀분석을 수행하였으며, 단일잔류 교차검증에 따른 예측오차평가를 통하여 가장 효율적인 입력변수의 수 및 조합을 선정하였다. 최종적으로 SCP와 GCP의 실내재하시험에 대한 극한 지지력을 예측하기 위한 다중회귀식을 제안하였으며 그 성능을 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권2호
• /
• pp.5-17
• /
• 2019

철도하중 및 지진하중 재하 시 궤도지지말뚝 구조의 동적 거동 평가를 위해 동적원심모형 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 연약지반의 깊이와 성토체의 높이로 결정하였으며, 총 4가지 경우에 대해 실험을 수행하였다. 연약지반 깊이는 실제 연약지반층에 고속철도를 부설한 호남고속철도의 익산-정읍 구간의 시추주상도를 분석하여 결정하였으며, 성토체의 높이는 일반적인 고속철도의 성토체 높이 범위의 하한 값과 상한 값으로 결정하였다. 실험 결과, 연약지반 깊이 대비 성토체 높이 비율이 높을 수록 말뚝에 작용하는 최대 휨모멘트 값이 크게 평가되었다. 또한, 실험조건 내에서 부설되는 궤도지지말뚝 구조는 단주기 지진파에 대해서는 국내 내진설계 기준의 최대 지진하중인 0.22g에 대해서까지 안전한 것으로 확인되었다. 그러나, 장주기 지진파에 대해서는 재현주기 2400년 지진인 0.22g로 가진시 말뚝의 균열 모멘트가 초과되었다. 일련의 실험결과를 바탕으로, 본 논문에 기술된 연약지반 깊이와 성토체 높이 범위 내에서 궤도지지말뚝 일반 단면에 대한 연약지반 대비 성토체 높이 비율 기준을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.103-112
• /
• 2012

말뚝에 대한 수평지지력 산정방법은 대부분이 토압론과 지반을 말뚝으로부터 분리하여 고려하기 때문에 지반과 말뚝의 상호작용을 효율적으로 고려하지 못하고 있다. 최근에 말뚝기술이 보다 개선됨에 따라서 수평하중을 받는 말뚝의 실제거동에 대한 규명이 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 말뚝과 지반의 상호작용을 고려할 수 있는 변형률 쐐기모델을 이용하여 단일 말뚝과 무리말뚝에 대한 거동 특성을 살펴보고자 한다. 수평하중을 받는 말뚝에 대한 거동을 알아보기 위하여 축소모형실험을 우선적으로 수행하였으며, 실제 규모의 말뚝조건에 대해서는 변형률 쐐기모델을 적용하여 말뚝의 거동특성을 예측하였다. 실내모형실험 결과와 수치해석의 전반적인 거동을 살펴보기 위하여 실험결과 및 해석결과를 이용하여 비교, 분석을 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제5권4호
• /
• pp.57-63
• /
• 2004

강널말뚝(sheet pile)은 지하수의 침투저하 및 누수방지를 위하여 토목공사에서 폭넓게 이용되고 있으며, 특히 최근에는 강널말뚝의 지수효과로 인하여 오염된 지역의 지하수 흐름 또는 침출수의 차폐에도 사용되고 있다. 따라서 본 논문에서는 Z형 강널말뚝을 오염지역의 오염물질 차폐방법으로 적용할 경우에 대하여 살펴보았다. 이를 위하여 지수재의 도포조건과 강널말뚝의 시공조건 그리고 지반조건에 따른 Z형 강널말뚝의 연결부에 대한 실내 및 현장실험을 실시하였다. 실험결과, Z형 강널말뚝에 대한 모형실험을 통하여 지반조건에 따른 강널말뚝의 팽창지수재 도포방법, 강널말뚝 설치방법, 지반조건, 압력수두에 따른 투수특성을 파악하였으며, Z형 강널말뚝 연결부분의 효과적인 지수방안을 강구하였다. Z형 강널말뚝의 장기적인 지수효과는 강널말뚝 연결부의 자연적인 막힘 현상에 의하여 얻을 수 있으며 단기적인 지수효과는 지수재 도포에 의하여 효과적으로 얻을 수 있다. 본 실험결과로 인하여 Z형 강널말뚝이 오염지역의 차폐에 효과적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제8권6호
• /
• pp.5-12
• /
• 2007

이암은 건조 조건에서는 일정한 강도와 강성을 가지나, 지하수 침투 등에 의한 습윤, 포화 시 고유의 강도 및 강성이 저하되어 급속히 풍화되는 특성을 가지며, 포항지역에서 자주 발생하는 절취사면의 활동은 주로 이암이 풍화되어 전단강도가 급격히 저하되는 것으로 볼 수 있다. 본 연구는 시추조사시 강성이 충분한 것으로 평가된 이암층에 PRD강관말뚝을 시공한 후 정재하 시험을 실시한 결과 소요지지력이 부족하여, 이를 보강하기 위한 가장 우수한 방법을 찾기 위하여 여러 가지 공법을 검토하였다. 말뚝지지력 증대에 가장 효과적인 방법을 찾기 위해 말뚝주변 및 선단부에 MSG공법, 마이크로파일 보강후 주변그라우팅공법, 선단보강 그라우팅 및 콘크리트 속채움 등의 방법으로 시험시공을 실시하였고, 시험말뚝에 대한 정재하시험 결과 MSG공법으로 보강한 말뚝의 지지력이 가장 우수함을 알 수 있었다.