An Ambient Pore Pressure and Rigidity Index from Early Part of Piezocone Dissipation Test

This paper describes a systematic way of simultaneously identifying the ambient pore pressure and the rigidity index $(=G/s_u)$ of soil by applying an optimization technique to the early part of piezocone dissipation test result. An analytical solution developed by Randolph & Wroth(1979) was implemented in normalized from to express the build-up and dissipation of excess pore pressures around a piezocone as a function of the rigidity index. An ambient pore pressure and optimal rigidity index were determined by minimizing the differences between theoretical and measured excess pore pressure curves using optimization technique. The effectiveness of the proposed back-analysis method was examined against the well-documented performance of piezocone dissipation tests(Tanaka & Sakagami, 1989), from the viewpoints of proper determination of selected target parameters and saving of test duration. It is shown that the proposed back-analysis method can evaluate properly the ambient pore pressure and the rigidity index by using only the early phase of the dissipation test data. Also, it is shown that the proposed back-analysis method permits the horizontal coefficient of consolidation to be identified rationally. Consideration for strain level of back-analyzed rigidity index shows that it corresponds to at least intermediate to large strain level.

피에조콘 소산시험의 초기경향을 이용한 평형간극수압과 강성지수의 결정

본 논문은 최적화기법을 이용하여 현장에서 수행된 피에조콘 소산시험의 초기 경향으로부터 평형간극수압과 지반의 강성지수$(=G/s_u)$를 역해석하는 기법에 관하여 기술하였다. 피에조콘 관입으로 인해 콘 주변에 발생된 초기 과잉간극 수압의 크기 및 분포, 그리고 연속된 간극수압 소산과정은 Randolph & Wroth(1979)가 제안한 해석적 해를 이용하여 지반의 강성지수의 함수로 표현되었다. 제안된 기법에서는 주어진 강성지수에 대해 정규화 된 이론 소산곡선과 평형간극수압으로 정규화 된 피에조콘 관측 소산곡선이 가장 일치하도록 하는 평형간극수압과 지반의 강성지수가 최적화기법을 이용하여 결정되었다. 제안된 기법을 압밀이 진행중인 지반에서 관측된 피에조콘 소산시험 결과(Tanaka & Sakagami, 1989) 해석에 적용하였고 역해석된 평형간극수압과 현장에서 관측된 평형간극수압의 크기를 비교하였다. 또한 제안된 기법으로 얻어진 지반의 강성지수와 평형간극수압을 바탕으로 수평압밀계수를 추정하였으며 일차원 압밀실험 결과와 비교하였다. 그 결과 제안된 기법이 지반에 잔류하는 평형간극수압의 크기를 매우 정확하게 예측함을 알 수 있었고 역해석 된 강성지수를 이용한 압밀계수의 추정이 타당함을 알 수 있었다. 또한 얻어진 강성지수의 변형 률수준에 관한 검토결과 피에조콘 해석을 위한 강성지수는 중간 또는 대변형 상태의 변형상태에 해당하는 값을 사용하는 것이 타당할 것으로 판단되었다.