사질토의 미소변형 전단탄성계수에 대한 고결영향 분석

Analysis of Cementation Effect on Small Strain Shear Modulus of Sand

본 연구에서는 챔버에 조성된 미고결, 고결모래에 대한 벤더엘리먼트 시험으로부터 사질토 미소변형 전단탄성계수인 $G_{max}$를 평가하였다. 시험결과, 본 연구에서 사용된 파쇄모래의 $G_{max}$는 기존의 연구에 사용된 자연상태 모래의 $G_{max}$보다 35~50% 작게 평가되었으나, 고결모래의 $G_{max}$는 이전 연구 결과보다 크게 평가되었다. 모래의 $G_{max}$는 고결유발제로 사용된 석고의 함유율에 가장 큰 영향을 받았으며, 석고함유율에 따라 지수적으로 증가하였다. 상대밀도의 증가는 미고결 모래보다 고결모래의 $G_{max}$ 증가에 더 큰 영향을 미치는 것으로 관찰되었으며, 유효연직응력의 증가는 고결모래의 $G_{max}$보다 미고결 모래의 $G_{max}$ 증가에 더 큰 영향을 미쳤다. 이와 같은 영향요인 분석을 바탕으로 고결모래의 $G_{max}$를 간극비, 유효연직구속압 뿐만 아니라 석고함유율에 따른 함수로 표현하였다.

In this study, the small strain shear moduli ($G_{max}$) of uncemented and gypsum-cemented sands are evaluated by performing a series of bender element tests on the specimens reconstituted in the calibration chamber. It is observed from the experimental results that $G_{max}$ of crushed-sands is about 35~50% smaller than that of natural sands. The increase in gypsum content is observed to result in an exponential increase of $G_{max}$ value. It is also shown that the relative density has more significant effect on $G_{max}$ of cemented sand, whereas the vertical effective stress has more significant influence on $G_{max}$ of uncemented one. A prediction equation for cemented sand is expressed as a function of gypsum content as well as void ratio and vertical effective stress.