A Study on the Applicability of Modified Cam-clay Model in Low Plastic Clays

FEM analyses which are based on modified Cam-clay theory have been generally used in such cases as analyses of stability and displacement fur embankment construction on soft clays. However, the Modified Cam Clay Model can generate some problems in anisotropic stress conditions of field because the critical state theory has been developed through many laboratory tests in isotropic conditions. Thus, the applicability on the prediction of undrained shear strength and pore water pressure which was based on the critical state theory was evaluated by triaxial tests and numerical analyses in isotropic and anisotropic conditions. Used samples often come out in domestic area, together with general low plastic clays which are showing dilatant behavior in shearing process. They were evaluated by laboratory tests and FEM based on MCCM. From the results of test and numerical analysis, the predictions of undrained strength in low plastic clays well coincided with each other in both isotropic and anisotropic conditions. However, the generation of porewater pressure was often overestimated during undrained shearing in anisotropic conditions. The results can generate the errors in the prediction of stress path of field sites during loading such as construction of embankment on soft clays because the field is subjected to anisotropic conditions during loading.

저소성 점토의 수정 Cam-clay 모델 적용성에 관한 연구

국내 서해안 지역에서는 실트질 저소성 점토가 두루 분포하고 있다. 따라서, 저소성 점토를 함유한 연약지반에 지반개량공법에 관련된 여러 해석을 실시할 경우, 일반적으로 수정 Cam-clay모델을 적용하여 FEM 해석을 수행하고 있다. 하지만, 국내에서는 등방조건에서 개발된 Cam-clay이론의 특성에 대해서 충분한 검토를 하지 않고 비등방 조건을 갖는 현장을 해석하기 위해 두루 적용하고 있다. 따라서, 본 논문은 실트질 저소성 점토지반에서 수정 Cam-clay 이론을 적용할 경우, 발생되는 문제점들을 고려하기 위해 실내 등방 및 비등방 삼축압축시험을 실시하였으며, 그 결과를 FEM 수치해석을 구성하여 시험결과와 비교ㆍ검토하였다. 검토결과 수정 Cam-clay 이론을 적용한 해석치들은 비배수 전단강도를 평가함에 합리적인 결과를 나타냈지만, 하중적용시 발생하는 간극수압을 예측함에 모두 과대 평가를 나타냈다. 특히 비등방 조건에서는 등방조건보다 더욱 큰 차이를 보였다. 이러한 원인은 수정 Cam-clay 이론 자체가 등방조건의 이론인 관계로 등방조건보다 비등방조건에서 과잉간극수압 예측이 과대 평가되는 특징을 보인다고 판단할 수 있다. 또한, 등방조건에서 약간 과대 평가되는 이유는 실트질 저소성 점토가 전단시 시료 팽창에 의한 다일러턴시가 발생하여 간극수압 예측에 전반적인 과대 평가를 유발했음이라 판단된다.