Abstract
Soils with various particle sizes generally show good shear strength. Some soils have a relatively strong resistance to shear failure in spite of narrow particle distribution, such as gap grading. Based on this example, it can be inferred that appropriate arrangements of particle size in soils might result in an increase in shear strength. This study investigates the strength variation of soils with respect to the particle size distribution. Gap, well, and uniform graded soils were prepared with a desired ratio, and a wide range of direct shear tests were done using the prepared samples. The test results show that there is a strong relationship between the particle size ratio and internal frictional angle. Gap graded soil has a greater frictional angle than a well-graded sample, even when specimens have the same maximum particle size, which is also the case for the uniform grade specimen. The results have potential for developing a methodology for stronger soils through a simple manipulation of particle size distribution.
입도분포가 다양한 입자크기로 이루어져 있는 지반은 일반적으로 지반의 강도가 좋다. 입도분포가 다양하지 않음에도 충분한 지지력을 가지고 있는 지반이 더러 있는데, 이러한 지반의 특징은 Gap 입도로 분포되어 있다는 것이다. 이를 바탕으로 유추하여보면 입자의 크기가 다양하지 않더라도 적절한 입도의 배치를 통해 강한 지반이 조성될 수 있음을 알 수 있다. 이 연구에서는 임의로 조성한 Gap 입도시료와 well, uniform 입도시료와의 내부마찰각의 변화에 대하여 고찰하였다. 큰 입자와 작은 입자 크기의 비율에 따라서 시료를 조성한 후 직접전단시험을 수행하여 지반의 강도정수를 구하고 결과를 비교 분석하였다. 연구결과 시료의 입자크기비와 내부마찰각을 연관시킬 수 있었으며 입도의 분포가 Gap이라고 하더라도 주어진 조건에서 가장 큰 입자 크기비를 가지고 있는 시료가 다양한 입도분포의 시료보다 큰 마찰력을 가질 수 있음을 알 수 있었다. 또한 중간입자크기를 가지고 있는 시료로 조성한 uniform시료보다도 같은 입자 크기의 Gap 입도 시료가 더 큰 강도를 지니고 있었다. 비교적 간단한 입도의 조정만으로도 대상 지반의 강도를 추가적으로 증대시킬 수 있는 공법개발의 기초를 확립하였다.
