• 제목/요약/키워드: Undrained clay

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실내시험을 통한 광양만 점토의 압밀 및 전단특성분석 (Analysis of Consolidation and Shear Characteristics for the Kwangyang Bay Clay)

  • 이영휘;김용준;김대길
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.151-160
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    • 1999
  • 광양만의 해저에서 채취한 점성토시료의 물리적 성질과 역학적 특성을 규명하기 위한 일련의 실내시험을 수행하였다. 주요 시험내용은 제반 물리적 성질시험, 표준압밀시험, 비배수 및 배수 삼축시험(CIU, CID) 등이다. 통일분류에 의하면 CL, CH로 구분되는 광양만 점토는 자연함수비, 38.3~84.6%, 액성지수, 0.71~0.98 이고 과압밀비가 1.06~l.60인 실질적인 정규압밀상태라고 볼 수 있다. 비배수 삼축시험에서의 유효응력경로는 (q, p)공간에서 등방압밀응력($p_0$) 으로 규준화되고, 등 전단변형률선은 원점을 통과하며 선형적이다. 비배수 전단변형률($\varepsilon$)은 응력비($\eta$) 만의 함수이고, ($\varepsilon/\eta, \eta$) 공간에서 절편값을 갖는 직선으로 나타났다. 또한, 등방압밀응력으로 규준화된 간극수압도 응력비에 대하여 직선이고, 그 구배, C는 간극수압 매개변수로 정의될 수 있다. 이상에서 기술된 경향을 근거로 하여 비배수 응력경로 및 전단변형률을 예측할 수 있는 계산식을 제안하였고, 제안식에 의하여 계산된 응력경로와 전단변형률은 기존의 Cam-clay이론 보다 실측치에 더 가까운 값을 주는 것으로 나타났다. 배수시험 결과에서 얻어진 응력경로 상의 파괴점은 비배수 응력경로의 한계상태선과 동일 선상에 위치하며, 이 사실은 한계상태이론의 기본 개념과 일치한다.

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Geotechnical characteristics and consolidation properties of Tianjin marine clay

  • Lei, Huayang;Feng, Shuangxi;Jiang, Yan
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제16권2호
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    • pp.125-140
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    • 2018
  • Tianjin, which is located on the west shore of the Bohai Sea, is part of China's Circum-Bohai-Sea Region, where very weak clay is deposited. From the 1970s to the early $21^{st}$ century, Tianjin marine clay deposits have been the subject of numerous geotechnical investigations. Because of these deposits' geological complexity, great depositional thickness, high water content, large void ratio, excessive settlement, and low shear strength, the geotechnical properties of Tianjin marine clay need to be summarized and evaluated based on various in situ and laboratory tests so that Tianjin can safely and economically sustain more infrastructure in the coming decades. In this study, the properties of Tianjin marine clay, especially its consolidation properties, are summarized, evaluated and discussed. The focus is on establishing correlations between the geotechnical property indexes and mechanical parameters of Tianjin marine clay. These correlations include the correlations between the water content and the void ratio, the depth and the undrained shear strength, the liquid limit and the compression index, the tip resistance and the constrained modulus, the plasticity index and the ratio of undrained shear strength and the preconsolidation pressure. In addition, the primary consolidation properties of Tianjin marine clay, such as the intrinsic compression line (ICL), sedimentation compression line (SCL), compression index, $C_c$, coefficient of consolidation, $C_v$, and hydraulic conductivity change index, $C_{kv}$, are evaluated and discussed. A secondary consolidation property, i.e., the secondary compression index, $C_a$, is also investigated, and the results show that the ratio of $C_a/C_c$ for Tianjin marine clay can be used to calculate $C_a$ in secondary consolidation settlement predictions.

저소성 실트의 비배수 전단거동 특성과 예측 (The Characteristic for Undrainded Shear Behavior of in Low-Plastic Silt and its Prediction)

  • 김대만
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.61-70
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    • 2008
  • 본 연구는 저소성 실트의 비배수 전단거동특성을 파악하기 위해서 낙동강 중류에서 채취한 저소성 실트를 이용하여 비배수 삼축압축시험을 수행하였다. 시험 결과 축차응력은 항복응력에 도달한 후 사질토의 거동인 경화현상이 나타났으며, 간극수압은 최대값 이후 감소하여 한계상태에 도달하였다. 유효응력경로에서는 압밀응력이나 과압밀비에 상관없이 사질토와 같이 한계상태선(CSL)과 상태전이선(PTL)이 존재하였다. 저소성 실트 거동에 대해 Modified Cam-Clay(MCC) 모델과 동적인공신경망 모델인 Jordan과 Elman-Jordan 모델을 적용하여 예측을 실시하였다. 예측결과, MCC model은 저소성 실트의 전반적인 거동을 예측할 수 없었으나, Jordan과 Elman-Jordan 모델은 모두 저소성 실트의 거동을 비교적 잘 예측하였다.

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정규압밀점토(正規壓密粘土)의 거동(擧動)에 미치는 K0-압밀효과(壓密効果) (Effect of K0-Consolidation in Behavior of Normally Consolidated Clay)

  • 홍원표
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.183-193
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    • 1987
  • 점토입자(粘土粒子)가 등방적으로 퇴적된 후 $K_0$-압밀(壓密)이력을 받으면 응력유도이방성(應力誘導異方性)을 지니게 되므로 정규압밀점토(正規壓密粘土)의 현위치거동(現位置擧動)을 조사하려면 $K_0$-압밀(壓密)에 의한 영향을 검토할 필요가 있다. 실내에서 반죽성형하여 얻은 점토공시체(粘土供試體)에 대하여 등방압밀 및 $K_0$-압밀을 실시한 후 비배수삼축압축시험 및 배수삼축압축시험을 실시하여 $K_0$-압밀이력의 영향을 검토하였다. $K_0$-압밀이력은 축차응력거동(軸差應力擧動)에 영향을 크게 미치나 유효주응력비거동(有効主應力比擧動)에는 영향이 작다. 특히 비배수시험의 초기변형단계에서는 축차응력거동(軸差應力擧動)에 영향을 크게 미친다. 따라서, $K_0$-압밀시료의 비배수강도거동은 등방압밀비배수시험으로 추정될 수 없다. 그러나, 최대유효주응력비(最大有效主應力比擧動)파괴기준에 의한 파괴포락선은 압밀이력 및 배수조건에 관계없이 유일한 곡선(曲線)이다.

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정규압밀점성토의 이방성에 관한 연구 (Study on Anisotropy of Normally Consolidated Clay Soils)

  • 권오순;정충기
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제11권1호
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    • pp.41-50
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    • 1995
  • 자연상태의 점성토는 Ko상태로 존재하며 하중재하시 주웅력방향에 따라 다르게 거동하는 이방적 특성을 갖는다. 그러나 실험실에서 점성토의 강도특성을 파악하기 위하여 실시하고 있는 실험은 실용성과 간편성 때문에 등방압밀 삼축시험이 보편적으로 사용되고 있다. 이 연구에서는 정규압밀점성토의 이방적 특성과 압밀방법에 따른 전단특성을 고찰하기 위하여 토괴의 형태로 채취한 불교란 점성토를 등방압밀 또는 Ko압밀시켜 정규압밀상태에 도달하게 한 후 비배수삼축압축과 신장시험을 실시하였다. 시험결과 주응력방향에 따른 강도의 이방성을 작인하였다. 등방압 밀은 압밀시 시료에 가해지는 Ko상태보다 높은 평균주응력과 흙의 이방적 구조의 파괴때문에 비 배수강도를 과대평가하며 이방성이 감소하고 응력-변형률과 발생 과잉간극수압이 영향을 받음을 알 수 있었으며, 과압밀점성토의 경우 과압밀비를 감소시킨다. 또한 내부마찰각은 신장시험이 압축시험보다 큰 값을 나타내지만 파괴시의 응력상태를 이용하여 회귀분석한 결과에 따르면 신장시 점착력과 함께 나타나는 내부마찰각은 압축시험과 거의 같은 값을 가짐을 알 수 있었다.

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한계상태 간격비를 이용한 구성모델 (A Constitutive Model Using the Spacing Ratio of Critical State)

  • 이승래;오세붕;관기철
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제8권2호
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    • pp.45-58
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    • 1992
  • 지반재료의 탄소성 구성 모델은 유연성과 안정성을 동시에 만족하여야 공학적으로 의미를 가지며 실용적으로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 안정성이 있는 계수를 사용하는 수정 Cam-clay 모델을 근간으로, 한계상태 간격비를 계수로 도입하여 더욱 유연성이 있는 모델을 제안하였다. 한계상태 간격비는 추가적인 실험없이 간편하게 구할 수 있으며 특히 비배수 전단거동에 대하여 실용적으로 사용될 수 있다. 제안된 모델은 비 배수전단 삼축압축시험에 대하여 응력경로 및 응 력-변형률관계를 수정 Cam-clay 모델에 비하여 매우 정확하게 예측할 수 있었다. 뿐만 아니라 전단변형률 속도, 크리프 및 응력이완의 영향을 고려할 수 있었다. 특히 실제의 상태경계면을 표현 탄성 -완전소성모델, 사용해야 삼축압축시험중 비 배수시험이 W W 삼축압축시험시 전단시험을 논문에서 해석한 점토질 지반의 거동에 대하여 관련유동칙을 따른다는 가정이 잘 적용되기 때문이라고 판단된다.

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점토의 비배수 전단강도와 지적성퇴적에 의한 해저사면의 안정성 (Undrained Shear Strength of Clay and Stability of Sub]marine Slope Undergoing Rapid Deposition)

  • 김승열
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제4권4호
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    • pp.5-18
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    • 1988
  • 본 연구는 인공연약점토를 시료로 하여 미려밀점토의 비배수 전단강도가 압밀과정에서 어떻게 변 이되는가를 고색하고 그 결과를 점토련자가 상당한 속도를 가지고 지적적으로 퇴적하고 있는 해천 모면에 적용하여 사면의 안정성을 검토하였다. 비배수 삼동려축 전단강도는 여밀도가 증가함에 따라 포물선을 그리며 증가하였고 유효응력과는 불 가분의 관계가 있음이 고찰되었다. 사면안정 검토에는 실험결과치들이 유한요소 프로그램에 입력되 감으며 흙의 여축성과 투수계수도 여밀도에 따라 변화시켰다. 퇴적률, 여밀도간의 관계와 사면붕괴시점과 이동토최예측도가 제시되었다.

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해성점토의 지반 강도정수 상관성 분석 (Analysis on the Relationship of Geotechnical Strength Parameters in the Marine Clay)

  • 허열;권선욱;이처근;배우석
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권7호
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    • pp.33-43
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    • 2010
  • 한반도 남해안 부산지역의 해성점토에 대하여 물리적 특성을 사전 파악하고, 지반 강도정수의 상관성을 분석하기 위하여 비교적 신뢰성이 크다고 할 수 있는 대형 항만공사 자료를 활용하였다. 분석자료의 정도를 높이기 위하여 해성점토만을 대상으로 하였다. 통일분류법으로 ML, MH, CL, CH, ML-CL에 해당되는 자료는 분석대상에 포함하였으며, SC로 분류되는 자료는 분석대상에서 제외하였다. 지반강도 특성에 대한 분석은 일축압축시험, 삼축압축시험, 현장베인시험 결과에 의한 비배수 전단강도, 예민비, 유효마찰각에 대하여 분석하였으며, 자료분석시 통계분석을 통하여 이상치를 제거하였으며, 또한, 교란도분석을 수행하여 결과에 대한 신뢰성을 높이고자 하였다. 상관관계 분석에서는 선형회귀분석을 수행하여 깊이에 따른 비배수전단강도의 상관관계를 검토하였다. 또한, 동일한 위치에서 수행된 일축 및 삼축압축시험 자료를 분석하여 비배수전단강도의 상관관계식을 도출하였으며, 그 결과 심도와 비배수전단강도는 $S_u=0.015148D+0.04624$의 관계를 보이며, 삼축압축시험에서 구한 비배수 전단강도가 일축압축시험에서 구한 비배수전단강도의 1.26배 정도 크게 평가되었다.

저소성 점토의 수정 Cam-clay 모델 적용성에 관한 연구 (A Study on the Applicability of Modified Cam-clay Model in Low Plastic Clays)

  • 이송;김태훈
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.247-256
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    • 2003
  • 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.

사질토 및 점성토와 비교한 순수 실트의 응력 -변형률 거동 (The Stress-Strain Behavior of a Pure Silt Compared with Sand and Clay)

  • 정상섬
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제9권4호
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    • pp.27-36
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    • 1993
  • 본 연구에서는 실트흙의 거동에 대하여 자동화된 삼축시험기를 사용하여 정하중(monotonic loading)과 반복 동하중(cyclic loading)하에서 파괴전과 파괴상태시 응력 변형률 상태를 제시하였다. 시료성형을 위하여 순수 실트인 실리카 분말을 사용했으며 시료는 조밀한 경우(D,=80%, eo=0.68)와 느슨한 경우(D,=35pl, eo=0.9)의 2종류로 만들어 등방 압밀후 배수. 비배수 상태하 에서 삼축압축과 인장시험을,비배수 상태하에서 반복 동하중 시험을 하였다. 해석 결과 전반적인 실트의 거동은 사질토와 비슷하지만 점토질흙에 비해서는 체적팽창(dilatancy)으로 인하여 정하중과 반복동하중하에서 상당히 다른 거동을 보임을 알 수 있었다.

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