• 제목/요약/키워드: Undrained cyclic shear

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낙동강 모래의 실트함유량 변화에 따른 반복전단응력비 특성 (Characteristics of Cyclic Shear Stress Ratio by Silt Content for Nak-Dong River Sand)

  • 김영수;김대만
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권6C호
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    • pp.277-285
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    • 2009
  • 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.

세립분 함유량에 따른 새만금준설토의 액상화 특성에 관한 연구

  • 김유성;이수근;고형우
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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    • pp.1458-1465
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    • 2010
  • A lot of dredging and reclaming projects are recently under way in Korea for the efficient use of limiting land space. Saemanguem area is special case of reclaiming by dredged soil. In case of a confined disposal of dredged soils by a pump dredger, generally coarse grained soils are separated from fines with dropping at the near part of the pump dredger. This kind of seperation of fine contents could be a factor of liquefaction by earthquake. In Korea, recently, earthquakes with magnitude of 3.0 or higher are distinctively increasing in 1990. In this study, cyclic shear characterics of Saemanguem Dredged sand depending on fine content were analyzed. A series of undrained cyclic triaxial test with cyclic stress ratio ($\sigma_d/{2\sigma_{{\upsilon}c}}'$) were performed on both isotropic consolidated specimen and sand with fine contents of 0%, 5%, 15%, 30%, 40% under the effective vertical stress of 100kPa and 50% and 60%, 70% of relative density for fine content of 0%, respectively. In the test results, cyclic shear strength increased by increasing of cyclic stress ratio($\sigma_d/{2\sigma_{{\upsilon}c}}'$) with increasing the relative density at the same number of cyclic under the effective confining pressure of 100kPa. It is almost highest the double amplitude(DA) 1%, 3%, 5%, 7.5% and 10% at fine content of 15% between Cyclic stress ratio($\sigma_d/{2\sigma_{{\upsilon}c}}'$) value at cyclic number five and fine content. Number of cyclic is 30 under the effective vertical stress of 100kPa, 70% of relative density for fine content of 15%. when the cyclic stress ratio at each relative density was compared at cyclic number five, the double amplitude(DA) 1%, 3%, 5%, 7.5% and 10%, and the pore-pressure ratio (${\Delta}u/{\sigma'}_c$) 0.95 value were compared; under the relative density of 70% and the effective confining pressure of 100kPa. The pore-pressure ratio (${\Delta}u/{\sigma'}_c$) 0.95 value showed a similar trend to the double amplitude (DA) 5% line.

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낙동강 모래의 세립분의 소성지수에 따른 비배수 반복 전단강도 (Undrained Cyclic Shear strength of Nak-dong River sands according to Plasticity Index of fine-grained soils)

  • 김성호;김영수;박성식;신지섭
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 2차
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    • pp.68-75
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    • 2010
  • Around the Nakdong River which is one part of the repairing business of 4 Grand Rivers currently being constructed, sandy ground is distributed throughout the wide area. Many civil engineering structures such as small and medium sized dams, flood control basins, and redevelopment of reservoirs and retention reservoirs are scheduled to be constructed, so the prevention measures for liquefaction are surely needed. To identify such liquefaction, a lot of factor affecting the strength of liquefaction were studied through laboratory investigation. Most of the conducted study was about clean sands, but in the case of the real ground the sand can exist not in the clean conditions but in the conditions mostly including sand of fine grained soil. The sand of fine grained soil has become a significant factor to assess liquefaction because many cases of liquefaction happened in the silty and clayer soil. In this study, un-drained tests of plasticity index of fine grained particles were conducted with the sands from Nakdong River. In result, the study shows that dynamic shear strength characteristics differ according to the plasticity index.

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세립분을 포함하는 모래질 흙의 액상화강도에 미치는 재하속도의 영향 (The Effect of Cyclic Load Frequency on the Liquefaction Strength of Fine Containing Sands)

  • 황대진
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제10권4호
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    • pp.119-132
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    • 1994
  • 본 연구에서는 실트를 포함하는 모래의 액상화강도 및 전단특성을 검토하기 위하여 비배수상태에서 동적 삼축압축시험을 행했다. 그 결과 실트를 포함하는 모래의 액상화강도는 상대밀도 일정의 조건에서는 실트 함유율 30% 정도에서 가장 약한 것으로 판명되었다. 또한 동적 삼축압 축시험의 재하속도를 0.1Hz에서 5Hz까지 변화시켜 실트를 포함하는 모래질 흙의 액상화강도에 미치는 제하속도의 영향을 살펴본 결과 실트의 함유량이 많을수록 재하속도의 영향을 많이 받으나 점토를 함유한 모래질 흙에 비해서는 그 영향이 현저하게 적음을 알 수 있다. 이러한 결과의 일인에 대해서는 유효응력 경로에 있어서의 간극수압의 변화상황으로부터 설명될 수 있다.

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反復三軸壓縮試驗에 의한 砂質土의 液狀化 評價에 관한 硏究 (A Study on the Evaluation of Liquefaction of Sandy Soils by the Cyclic Triaxial Compression Test)

  • 고재만;도덕현
    • 한국농공학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.51-62
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    • 1991
  • A comprehensive laboratory investigation of the liquefaction characteristics of Jumunjin standard sand. Seoul sand and Hongsung sand was peformed by the undrained cyclic triaxial compression test under different relative densities, confining pressures and cyclic deviator stresses. The results obtained are as follows ; 1. Liquefaction potential was dominated by the stress ratio at a given number of cycle. That is, the number of cycle required to cause initial liquefaction became samller as the stress ratio increased. 2. Liquefaction potential of a sand was infliuenced by initial relative density or void ratio. Under a given relative density. liquefaction potential of Jumunjin standard sand and Seoul sand was smaller than that of Hongsung sand. 3. The pore pressure ratio of Hongsung sand was the smallest three under a given relative density and stress ratio, and it showed higher value when the cyclic stress and the shear strain were high. 4. An excessive pore pressure ratio not found when initial shear was smaller than 0.01%, and the pore pressure ratio started to increase when initial shear became greater than 0.01%. 5. Soil texture is an important factor to cause liquefaction, and liquefaction potential decreased a the mean grain size decreased. however the sand having fine grain such as Hongsung sand showed somewhat higher liquefaction potential. 6. Based on the analysis of the specimens whose number of the cycles to cause liquefaction was 8~12, it was found that the relationship between density and stress ratio was linear. The curves for Hongsung sand was steeper than the other. 7. From the above results and the method suggested by Seed-Idriss, it may be considered that the damages by Hongsung earthquake was not directly caused by liquefaction.

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압밀응력비에 따른 낙동강모래의 비배수전단거통 특성 (Variation of Undrained Shear Behavior with Consolidation Stress Ratio of Nakdong River Sand)

  • 김영수;정성관;송준혁;정동길
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.83-93
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    • 2003
  • 본 연구에서는 낙동강 하류 을숙도에 분포하는 0.558%의 세립분을 함유한 자연 사질토 지반에 대하여 느슨, 중간, 그리고 조밀한 지반 상태를 재현하여 초기정적전단응력의 영향을 정적 및 동적 시험을 통해 응력경로와 과잉간극수압 소산 및 잔류변형 거동을 규명하고, Bolton 이론에 의거한 파괴시 최대 유효마찰각을 상대밀도에 의한 영향과 구속압의 영향을 고려하여 제시하였다. 파괴선과 상전이점의 거리는 초기전단응력이 증가할수록 가까워지고, 느슨한 모래의 경우 그 영향이 커서 조밀한 모래의 응력경로로 접근하는 경향을 보인다. 압밀응력비 조건이 1.4에서 1.8로 변함에 따라, 상대밀도의 증가와 함께 보다 큰 액상화 저항강도를 보이고 조밀한 상대밀도 조건에서는 유사한 CSR값을 보였다.

A Case Study of Sediment Transport on Trenched Backfill Granular and Cohesive Material due to Wave and Current

  • Choi, Byoung-Yeol;Lee, Sang-Gil;Kim, Jin-Kwang;Oh, Jin-Soo
    • Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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    • 제2권2호
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    • pp.86-98
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    • 2016
  • In this study, after the installation of a subsea pipeline, backfilling was performed in the trenched area. During these operations, a stability problem in the subsea pipeline occurred. The pipeline was directly impacted by environmental loading such as waves and currents that were caused by backfill material when scouring or sediment transport and siltation was carried out. Therefore, this study reviewed whether trenching was necessary, and conducted research into an indigenous seabed property that contains granular soil. A study of cohesive soil was also conducted in order to cross-correlate after calculating the values of the critical Shields parameter relevant to elements of the external environment such as waves and current, and the shear Shields parameter that depends on the actual shearing stress. In case of 1), sedimentation or erosion does not occur. In the case of 2), partial sedimentation or erosion occurs. If the case is 3), full sedimentation or erosion occurs. Therefore, in the cases of 1) or 2), problems in structural subsea pipeline stability will not occur even if partial sedimentation or erosion occurs. This should be reflected particularly in cases with granular and cohesive soil when a reduction in shear strength occurs by cyclic currents and waves. In addition, since backfilling material does not affect the original seabed shear strength, a set-up factor should be considered to use a reduced of the shear strength in the original seabed.

Investigation of the effect of grain size on liquefaction potential of sands

  • Sonmezer, Yetis Bulent;Akyuz, Abdussamed;Kayabali, Kamil
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제20권3호
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    • pp.243-254
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    • 2020
  • Due to the permanent damage to structures during earthquakes, soil liquefaction is an important issue in geotechnical earthquake engineering that needs to be investigated. Typical examples of soil liquefaction have been observed in many earthquakes, particularly in Alaska, Niigata (1964), San Fernando (1971), Loma Prieta (1989), Kobe (1995) and Izmit (1999) earthquakes. In this study, liquefaction behavior of uniform sands of different grain sizes was investigated by using the energy-based method. For this purpose, a total of 36 deformation-controlled tests were conducted on water-saturated samples in undrained conditions by using the cyclic simple shear test method and considering the relative density, effective stress and mean grain size parameters that affect the cumulative liquefaction energy. The results showed that as the mean grain size decreases, the liquefaction potential of the sand increases. In addition, with increasing effective stress and relative density, the resistance of sand against liquefaction decreases. Multiple regression analysis was performed on the test results and separate correlations were proposed for the samples with mean grain size of 0.11-0.26 mm and for the ones with 0.45-0.85 mm. The recommended relationships were compared to the ones existing in the literature and compatible results were obtained.

등방제하과정과 반복전단과정에서의 멤브레인 관입량 및 보정식에 대한 실험적 고찰 (Correction for Membrane Penetration Effect during Isotropic Unloading and Undrained Cyclic Shear Process)

  • 권영철;배우석;오세욱
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권3C호
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    • pp.201-207
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    • 2006
  • 유효응력의 산정을 위해 간극수압의 측정이 필수인 지반공학 분야의 실험에서는 멤브레인을 사용하여 구속압과 간극수압의 계측을 실시하지만 구속압의 변화 등에 의해 멤브레인이 공시체 쪽으로 관입하는 현상이 발생하여 체적변형률과 유효응력의 계측치에는 오차가 포함되게 된다. 본 연구에서는 중공비틀림 전단시험장치를 사용하여 등방제하과정과 반복전단과정 및 액상화 후의 재압밀 과정에 있어서의 멤브레인 관입량 및 관입 보정식에 대한 고찰을 실시하였다. 실험 결과, 반복전단에 의해 모래의 유효응력이 20kPa 이하의 낮은 유효응력 조건에서는 보정식에 의한 멤브레인 보정량이 과대평가 되고 있음을 알 수 있으며, 이러한 보정식의 한계는 유효응력이 0에 가까워질 수록 보정량이 급격히 증가하는 것이 원인이다. 본 연구에서는 이러한 점을 감안하여 보정량의 급증을 방지하기 위한 상수의 도입에 대해서도 검토하였다. 이와 더불어 초기 상대밀도가 높거나 액상화 후의 입자 재배열 등의 밀도 변화가 일어나는 경우에도 보정식의 적용에 대한 신중한 검토가 필요하다는 점도 확인하였다.

액상화 후 잔류전단변형률이 체적변형률과 유효응력 관계에 미치는 영향 (Effect of Residual Shear Strain on the Relationship between Volumetric Strain and Effective Stress after Liquefaction)

  • 권영철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권11호
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    • pp.55-62
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    • 2010
  • 액상화에 의해 발생되는 피해의 상당 부분은 반복전단과정에서 발생한 과잉간극수압이 소산되면서 지표에 나타나는 침하에서 유발된다. 그러나 지반은 매우 복잡한 구조로 되어 있기 때문에 침하는 균등하게 발생하지 않으며 대부분 부등 침하의 형태로 발생되게 된다. 일반적으로는 이러한 잔류전단변형률이 없는 상태에서 재압밀을 수행하지만 현실적으로는 잔류전단변형이 남아있는 것이 자연스러운 현상이라는 인식과 함께 다양한 다이레이턴시 특성하에서 발생되는 액상화 후 재압밀에 대한 고찰이 거의 이루어지지 않았다는 점에 주목하여 본 연구에서는 잔류전단변형률이 액상화 후 재압밀과정에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위하여 변형률 제어에 기반을 둔 시험장치와 간극수의 배수를 정밀 제어할 수 있는 체적변형률 제어장치를 이용하여 세립분을 포함하고 있지 않은 표준사와 세립분을 포함한 풍화토에 대한 일련의 삼축압축시험을 실시하였고 그 결과를 고찰하였다. 결과 표준사의 경우 에는 상대적으로 잔류전단변형률이 액상화 후 체적압축특성에 미치는 영향이 작았으나 풍화토의 경우에는 유효응력-체적변형률 관계곡선이 잔류전단변형률이 클수록 하방에 위치하였으며 곡선의 형상에도 영향을 미치고 있었고 대체적으로 응력 수준이 낮은 배수 초기에 체적변형률이 급증하며 유효응력 증가에도 거의 체적변형은 일어나지 않고 있다. 액상화에 의한 침투유동파괴가 낮은 응력 수준에서 발생된다는 점을 고려하면 이러한 관계 곡선의 형상은 매우 중요한 의미를 갖는다.