Journal of the Korean GEO-environmental Society (한국지반환경공학회 논문집)

Korean Geo-Environmental Society (한국지반환경공학회)
권호 표지

Shear Strength of Weathered Granite Soil Considering Change of Saturation

포화도 변화를 고려한 화강풍화토의 전단강도

  • 김민욱 (한밭대학교 대학원) ;
  • 김영묵 (한밭대학교 공과대학 토목공학과)
  • Received : 2010.05.18
  • Accepted : 2010.07.29
  • Published : 2010.09.01
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Abstract

This study was aimed to suggest reliable information of shear strength characteristics due to change of saturation in the landfills or slopes during rainfall infiltration. According to the Mohr-Coulomb failure criteria, the characteristics of shear strength due to change of saturation were analyzed for the weathered residual soils which were sampled in the road construction site of Daejeon city. From the direct shear strength tests, the cohesions and the shear resistance angles were showed maximum values in the condition of optimum moisture content, and then decreased in the condition of wet side compaction. In this study, the cohesions were decreased more than 50% according to increasing saturation by infiltration for the compaction soils. But the reductions of the shear resistance angles were about $1{\sim}2^{\circ}$ which was small value, and thus the changes of the saturation were not nearly influenced the shear resistance angle. The influences of the saturation were seemed to very small for the residual strength parameters according to Mohr-Coulomb failure criteria.

본 연구는 성토지반이나 사면에서의 강우 침투 시 포화도 변화에 따른 전단강도 특성을 규명하고자 대전지역 도로공사현장을 대상으로 성토재로 쓰이는 화강풍화토에 대하여 포화도 변화에 따른 전단강도특성을 분석하였다. 다짐함수비를 달리한 시료에 대해 직접전단시험을 실시하여 분석한 결과 최적함수비와 건조측 다짐함수비에서 점착력과 전단저항각이 가장 크게 나타났으며, 다짐함수비가 습윤측으로 갈수록 점착력이 감소하는 경향을 보였다. 또한, 다짐함수비별 시료에 대하여 포화도 변화에 따른 전단특성을 연구한 결과 침투한 물에 의해 포화도가 증가할수록 점착력은 50% 이상 감소하는 경향을 보였으나, 상대적으로 전단저항각의 감소폭은 $1{\sim}2^{\circ}$정도로 작았다. 또한, 잔류전단강도정수에 대한 포화도 변화의 영향은 실용적 차원에서 효과를 기대하기가 어려울 것으로 판단된다. 즉, Mohr-Coulomb의 파괴규준에서 포화도 변화가 잔류전단강도 변화에 미치는 영향은 미미한 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 건설교통부(2007), 불포화 사면 및 다짐지반 최적화 표준설계를 위한 지반정수 산정기술, 연구보고서, pp. 51-57.
  2. 국토해양부(2008), 국도건설공사 설계실무 요령, pp. 101-105.
  3. 김범주, 김기웅, 이승호, 황영철, 박동순(2008), 지반의 함수비 조건에 따른 Mohr-Coulomb 강도 정수의 변화, 한국지반환경공학회 논문집, Vol. 9, No. 1, pp. 47-54.
  4. 김상규, 류지협(2000), 불포화 풍화토의 강도 특성, 대한토목학회논문집, Vol. 20, No. 2-C, pp. 109-118.
  5. 김상규, 이은수(1996), 보강토구조물 뒤채움 재료로서 화강풍 화토의 적용성, 한국지반공학회논문집, Vol. 12, No. 1, pp. 66-71.
  6. 김종렬, 강승구, 강희복, 박승균, 박철원(2005), 강우 시 석회암 풍화토 사면의 안정해석에 관한 연구, 대한지질공학회, Vol. 15, No. 1, pp. 9-17.
  7. 오진규(2006), 강우침투를 고려한 불포화 사면 설계 방안, 석사학위논문, 한국과학기술원, pp. 59-70.
  8. 이문수, 이광찬(1999), 화강풍화토의 전단정수 평가, 한국지반공학회논문집, Vol. 12, No. 2, pp. 182-194.
  9. 임성윤(2007), 불포화 사질토의 전단특성, 한국지반공학회논문집, Vol. 23, No. 10, pp. 57-64.
  10. Fredlund, D. G., Morgenstern, N. R. and Widger, R. A. (1978), The Shear Strength of Unsaturated Soils, Canadian Geotechnical Journal, Vol. 15, No. 2, pp. 261-276.
  11. Fredlund, D. G., Rahardjo, H. and Gan, J.(1987), Nonlinearity of Strength Envelope for Unsaturated Soils, Proceedings of the Sixth Int. Conf. Expansive Soils, New Delhi, December. Vol. 1, pp. 49-54.
  12. Gan, J. K. M., Fredlund, D. G. and Rahardjo, H.(1988), Determination of the Shear Strength Parameters of an Unsaturated Soil using the Direct Shear Test, Canadian Geotechnical Journal, Vol. 25, pp. 500-510. https://doi.org/10.1139/t88-055