A Simple Evaluation Method for Shear Strength Decreasing with Increasing Number of Cyclic Loading

반복하중 증가에 따라 감소하는 전단강도의 간이 평가법

Earthquake is one of the factors to affect the stability of geotechnical structures. Numerous past earthquakes have shown that earthquakes have taught that damage of soil structures could occur on fine soils as well as coarse soils. For that reason, earthquake-induced decreasing tendency for strength on both coarse and fine soils has been investigated using direct simple shear (DSS) tests in laboratory. Based on the testing results the decreasing tendency for strength on coarse and fine soils is clearly identified in terms of the concept of volume decrease potential and plasticity index, respectively. Most of the soils except the weathered soil have shown similar reduction tendency of strength with the increasing number of cycles. Liquefaction strength of coarse and fine soils appears to decrease with the increment of volume decrease potential and the decrement of plasticity index, respectively. Reduction of strength on the weathered soil is particularly remarkable rather than others, which might be owing to the collapse phenomenon. From the DSS test results for soils, proposed is a simple method to evaluate strength decrement with the increasing number of cycles, and it can help estimate decrement of strength with the number of cycles easily.

토목구조물의 안정성에 영향을 미치는 인자 중 지진에 의한 피해를 들 수가 있다. 최근의 지진 피해 사례를 분석하여 보면 모래와 같은 조립토뿐만 아니라 점성토, 실트 등과 같은 세립토에서도 크고 작은 피해 사례가 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 지진에 의한 기초지반의 강도저하를 평가하는 방법을 조사하기 위하여, 반복단순전단시험기를 이용하여 비배수상태에서 조립토 및 세립토에 반복하중을 작용시켜 지반의 강도저하특성을 조사하고 조립토의 경우에는 여유간극비, 세립토의 경우에는 소성지수를 이용하여 간단한 평가방법을 제안하였다. 분석결과에 따르면 액상화강도를 비교 분석하여 보면 조립토에서는 여유간극비의 증가에 따라 감소하고, 세립토의 경우에는 소성지수가 증가함에 따라 커지는 것을 알았다. 특히, 화강풍화토는 Collapse현상이 발생하여 다른 흙보다 현저한 강도 감소 경향이 나타났다. 간이강도저하 평가방법을 통해서 조립토와 세립토 거의 대부분이 양대수곡선상에서 -0.15 ~ -0.2의 범위내의 비슷한 기울기 내에서 분포하였지만, 화강풍화토와 같은 흙은 강도저하 경향이 -0.3으로 다른 흙보다 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 강도저하 평가방법은 추가 연구가 필요하지만, 실무에서 간단하게 적용 가능할 것으로 보인다.