Determination of geotechnical characteristics of soil is either to use the field samples to measure the characteristics of soil through laboratory test or measuring the characteristics directly in the field. Field test can be derived similar value by considering characteristics of site and laboratory test can be confirmed the characteristic of soil by testing with field samples. This article describes relative density as the measure of compaction for cohesionless soils and presents several simple and mathematical relationships to help engineers estimate needed parameters for relative density calculations. The main purpose of this research is to investigate possible correlations between coefficient of uniformity, coefficient of curvature, maximum and minimum void ratio, mean grain size. Results show a linear relationship between the minimum and maximum void ratios and a power function relationship between coefficient of uniformity and the limiting void ratios. Void ratio range, which is the difference between the maximum and minimum void ratios, appeared to be log normally distributed but showed no simple mathematical fit to the data. these results were shown to help engineers estimate needed parameters for relative density calculations.
액상화는 비배수조건에서 흙 강도의 갑작스러운 감소에 기인한다. 이러한 흙 강도의 손실은 과잉간극수압의 발현과 관련된다. 본 연구에서는 최대 및 최소간극비에 영향을 미치는 세립분 함유량이 조사되었다. 또한 포화된 실트질 모래에 대한 정적 및 동적 삼축시험의 결과를 제시하였다. 이들 시험은 액상화강도와 정적 및 동적 거동 특성을 평가하기 위해 수행되었다. 시료는 새만금 유역에서 채취되었으며 공기건조되었다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 최대 및 최소간극비선은 유사한 경향으로 나타났다. 2) 최대 및 최소간극비는 20~30%의 세립분 함유량에서 얻어졌다. 3) 구속압력과 과압밀비가 증가할수록 액상화에 대한 저항은 증가하였다. 4) 불안정마찰각은 초기상대밀도의 증가와 함께 커졌다. 5) 유효응력비가 증가함에 따라 액상화에 대한 저항은 감소하였다.
The relative density of soil indicate loose and dense state of sand. Because sand is low compressibility, initial relative density of sand is important effect factor of compression and shear behavior. To measure exactly relative density, the exactly maximum and minimum void ratio was determinated by laboratory tests. Generally, vibrating table method is adapted for minimum void ratio(KS F 2345). However KS F 2345 is not consider the particle break during the vibrating table test. In this study, The minimum void ratio is compared with a method of Pluviation and Vibrating table test results using the K-7(crushed sand). It is concluded that the K-7 sand particles were crushed during the vibrating table test and vibrating table test is not a suitable test for a crushed sand $e_{min}$.
Lade, Poul V.;Yamamuro, Jerry A.;Liggio, Carl D. Jr.
Geomechanics and Engineering
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제1권1호
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pp.1-15
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2009
Many aspects of the behavior of sands are affected by the content of non-plastic fine particles and these various aspects should be included in a constitutive model for the soil behavior. The fines content affects maximum and minimum void ratios, compressibility, shear strength, and static liquefaction under undrained conditions. Twenty-eight undrained triaxial compression tests were performed on mixtures of sand and fine particles with fines contents of 0, 10, 20, 30, 50, 75, and 100% to study the effects of fines on void ratio, compressibility, and the occurrence of static liquefaction. The experiments were performed at low consolidation pressures at which liquefaction may occur in near-surface, natural deposits. The presence of fines creates a particle structure in the soil that is highly compressible, enhancing the potential for liquefaction, and the fines also alter the basic stress-strain and volume change behavior, which should be modeled to predict the occurrence of static liquefaction in the field. The void ratio at which liquefaction occurs for each sand/fines mixture was determined, and the variation of compressibility with void ratio was determined for each mixture. This allowed a relation to be determined between fines content, void ratio, compressibility, and the occurrence of static liquefaction. Such relations may vary from sand to sand, but the present results are believed to indicate the trend in such relations.
This study aims to suggest a simple and convenient design for a mix proportion method for high performance concrete by determining the optimum fine aggregate ratio and minimum binder content based on the maximum density theory. The mix design method introduced in this study adopted the optimum fine aggregate ratio with a minimum void and binder content higher than the minimum binder content level. The research results reveal that the method helps to reduce trial and error in the mixing process and is a convenient way of producing high performance concrete with self filler ability. In an experiment based on the mix proportion method, when aggregate with the fine aggregation ratio of 41$\%$ was used, the minimum binder content of high performance concrete was 470kg/$m^{3}$ and maximum aggregate capacity was $0.657m^{3}/m^{3}$. In addition, in mixing high performance concrete, the optimal slump flow to meet filler ability was 65$\pm$5cm, V load flow speed ranged from 0.5 to 1.5.
Laboratory determination of strength and deformation behavior of clean sands and gravels has always been challenging due to the difficulty in obtaining their undisturbed samples. An alternative solution to this problem is to develop correlations between mechanical properties of cohesionless soils and their gradation characteristics. This study presents database of 3 natural sands with 11 varying particle size gradation curves to allow investigating relationships between mean particle size, maximum and minimum void ratio, relative density and shear strength of the test soils. Direct shear tests were performed at relative densities of 50, 75 and 95% to explore the effects of gradation and density on the angle of internal friction of the modeled sand samples. It is found that the mean grain size D50 bears good correlations with void ratio range (emax - emin) and peak angle of internal friction 𝜙'peak. The generated regression models are in good agreement with published literature and can be considered as reliable for natural sands in Pakistan. These empirical correlations can save considerable time and efforts involved in laboratory and field testing.
본 논문은 동남해안 지역 229개소(부산지역 78개소, 김해지역 103개소, 거제지역 18개소, 창원지역 30개소)의 연약지반의 물리적, 역학적 특성을 실내실험을 통해 밝혀낸 후 압축지수와의 관계를 분석하여 실질적으로 동남해안 지역에 적용 가능한 압축지수 추정식을 제시하고자 수행하였다. 그 결과 동남해안 지역별로 연약지반의 자연함수비, 액성한계, 초기간극비와 압축지수의 상관관계를 밝혀낼 수 있었을 뿐만 아니라 동남해안 지역의 통합적인 상관식 또한 밝혀낼 수 있었다. 또한, 기존에 제시되어 있던 압축지수 추정식과 본 논문을 통해 밝혀진 추정식을 비교분석을 실시하였다. 그 결과 기존에 외국 학자들에 의해 제안된 압축지수 추정식은 한국의 동남해안 지역 연약지반에 적용하기에는 큰 오차율을 보였다. 기존에 제시된 추정식 중 함수비를 통한 압축지수 추정식에서는 최소 10.8%에서 최대 48.1%의 오차율이 나타났으며 액성한계를 통한 압축지수 추정식에서는 최소 13.4%에서 최대 288.5%, 초기간극비를 통한 압축지수 추정식에서는 최소 9.4%에서 최대 211.4%의 오차율이 나타났다. 반면 본 연구를 통해 산출된 압축지수 추정식을 통하여 오차율을 산정한 결과 함수비를 통한 추정식에서는 최소 10.5%에서 최대 13.4%, 액성한계를 통한 압축지수 추정식에서는 최소 11.6%에서 최대 21.3%, 초기간극비를 이용한 추정식에서는 최소 7.1%에서 최대 11.7%로 기존의 추정식보다 양질의 결과를 구할 수 있었다. 또한, 압축지수와 팽창지수의 관계는 Cs = (1/5 ~ 1/12)Cc로 기존에 제시된 Cs = (1/5 ~ 1/10)Cc와 비슷한 관계식을 형성하였다.
실트함유량 변화에 따른 낙동강 모래의 반복전단강도 특성을 살펴보고자 낙동강 유역에 분포하는 모래와 실트를 채취하여 실트함유량 0~50%의 범위로 실내에서 재성형된 실트질 모래시료에 대하여 일련의 비배수 반복삼축실험을 실시하였다. 실험 결과, 실트함유량 변화에 따른 반복횟수(N) 10에서의 반복전단응력비(CSR)는 모든 상대밀도에서 실트함유량 5%에서 최대였고, 20%에서 최소를 보였다. 반복비($N/N_L$)에 따른 간극수압비(${\Delta}u/p^{\prime}$) 관계로 부터 분석된 간극수압의 발달 경향은 실트함유량에 따른 CSR 크기변화와는 무관하였다. 압밀 후 간극비(e)와 skeleton 간극비($e_s$)를 비교해 본 결과, 전반적으로 실트함유량에 따른 CSR의 변화 경향과 일치하여 실트함유량에 따른 CSR은 실트질 모래의 전단거동에 영향을 미치는 모래만의 간극비인 skeleton 간극비($e_{s}$)에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.
일반적인 구조물의 경우 사용하중 상태에서 지반이 경험하는 변형율 범위는 1% 미만이고 대부분의 지반이 0.01% 이하의 저변형율 거동을 나타내는 것으로 알려졌다. 본 연구는 불포화 화강풍화토의 저변형율에서의 동적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 수원지역의 시료를 사용하여 간극비 및 구속응력을 달리하고 그에 따른 포화도별로 공진주시험을 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 감쇠비의 최소값은 최대전단탄성 계수의 경우와 마찬가지로 구속압에 관계없이 간극비에 따라 대략 $17{\sim}18%$에서 발생하였으며, 이 또한 최적포화도에서 표면장력의 영향으로 감쇠비가 가장 작게 나타나는 것으로 판단된다.
본 연구는 육상과 접해있는 해상에 퇴적된 입자가 매우 균등한 실트섞인 세립질 모래지반의 공학적인 특성을 평가하기 위하여 새만금지역에서 시료를 채취하였다. 채취한 시료에 대하여 상대밀도 시험을 통해 최소 및 최대밀도시험을 하였으며 상대밀도별 사질토의 변형특성과 전단특성을 평가하기 위하여 로우셀압밀시험 및 비배수 삼축압축시험을 실시하였다. 실험결과 상대밀도에 따라서 약간씩 차이는 있지만 새만금지역 해상사질토의 최대 압축 가능한 간극비는 0.88정도이며, 최대 다짐 가능한 상대밀도는 약 71%정도로 평가 되었다. 또한 내부마찰각은 상대밀도의 증가에 따라서 선형적으로 증가하는 양상을 보였으며 기 연구된 군장항에 퇴적된 사질토의 특성과 매우 유사한 전단거동을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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