Measurement of Shear Modulus at Small Strains using Cone Pressuremeter Test

Cone Pressuremeter Test를 이용한 미소변형에서 전단변형계수 측정

Geotechnical design routinely requires that in-situ strength, stiffness of the ground be determined. In the working stress conditions, the strain level in a ground experienced by existing structures and during construction is less than about 0.1%~1%. In order to analyze the deformational behavior accurately, the in-situ testing technique which provides the reliable deformational characteristics at small strains, needs to be developed. Cone pressuremeter tests were performed on the western off-shore region of korea, and analyzed using cavity expansion theory and curve fitting technique to obtain the shear modulus at small strain level of $10^{-1}%$. The value of $E_u/S_u$ ratio for the marine clay shows about 589 at the small strain. However the value of $E_u/S_u$ estimated by lab tests are much smaller values ranged from 81 to 91. It is indicated that the curve fitting technique from CPM tests results can be used to obtain the shear modulus at small strain.

공용하중 상태에서 지반이 경험하는 변형률 크기는 0.1%~1% 미만임이 밝혀지고 있다. 변형특성보다 엄밀히 평가하기 위하여는 미소변형률 영역에서의 신뢰성 있는 변형측정을 위해 현장시험장비가 필요한 실정이다. 콘과 공내재하시험기를 혼합한 Cone-pressuremeter test(CPM)을 서해안 연약 해성점토층에 수행하였다. 반교란효과를 최소화시키기 위해 제하-재하 Loop를 이용하여 탄성계수를 측정하였으며 공동확장이론의 공내 재하시험 이론식을 이용하여 지반교란이 최소화된 제하단계에 대한 Curve Fitting 방법으로부터 지반의 비배수 강도와 탄성계수를 측정하였다. 측정된 탄성계수, 비배수 강도의 비를 평가해본 결과 $E_u/S_u$가 589로 다른 삼축시험 등 실내시험보다 크게 평가되어 미소변형하의 탄성계수를 신뢰성 있게 산정할 수 있는 것으로 평가되어 수치해석을 통한 지반물성치 산정에 매우 효과적으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.