• 제목/요약/키워드: Undrained shear strength of clay

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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.

서해안 저소성 점토질 실트 지반의 비배수 전단강도 평가 (Evaluation of Undrained Shear Strength for Clayey Silt with Low Plasticity from the West Coast)

  • 김석조;이상덕;김주현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권8호
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    • pp.15-25
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    • 2016
  • 화성 지역의 저소성 실트 지반에 대한 비배수 전단강도를 평가하기 위해 일련의 실내 및 현장 원위치 시험을 수행하였다. 저소성 지반에 대한 비배수 전단강도 산정을 위한 시험의 적용성을 분석하기 위해서 일축압축시험 및 간이 CU 시험을 실시하였으며, 저소성 실트 지반의 경우, 원지반에서 불교란 시료 채취가 적절하게 이루어진다 할지라고 시료 내부의 잔류유효응력이 매우 감소하게 되어, 일축압축강도가 현저하게 과소평가되는 결과가 얻어졌다. 따라서, 해성 점토 지반과 동일한 조건이 갖추어지도록 원위치 유효상재압으로 재압밀시킨 후, 전단시험에서 얻어진 간이 CU 강도, $s_{u(scu)}$의 75%를 설계 비배수 전단강도로 적용한다면, 원위치 전단강도를 적절하게 평가할 수 있는 것으로 분석되었다.

인천국제공항 부지 해성 점토에 대한 피에조콘과 딜라토미터 시험 결과 비교 (Comparison of Piezocone and Dilatometer Test Results on Inchon International Airport Marine Clay)

  • 김주형;김영웅;김명모
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.677-684
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    • 2000
  • Piezocone test as well as Dilatometer tests are used worldwide to evaluate the engineering properties of clay soils. The common strong point of the two tests is that they can estimate, by the identical test equipment, various properties of soils, which are the unit weight of soils of OCR, K$\sub$o/, undrained shear strength(s$\sub$u/), coefficient of consolidation(c$\sub$h/) and soil classification etc,. A series of the two types of field tests are performed in this study on marine clays with low plasticity at Inchon International Airport construction site to estimate various properties of the soils such as s$\sub$u/, OCR, and c$\sub$h/, which are then compared each other as well as with the results of reference tests. The comparisons show that the way of interpretation is the most critical factor in obtaining confidential results for a certain engineering property for both tests.

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유효콘계수를 이용한 포화점토의 비배수전단강도 평가 (Estimation of Undrained Shear Strength for Clays Using Effective Cone Factor)

  • 김창동;김수일;이준환
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권11호
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    • pp.133-141
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    • 2008
  • 본 연구는 피에조콘관입시험(CPTu) 결과를 이용한 점토의 비배수전단강도 평가에 관한 것으로서, CPTu 시험결과로부터 발생할 수 있는 불확실성을 최소화하고 보다 경제적이며 효과적인 비 배수전단강도 평가법 개발을 목적으로 한다. 이를 위하여 국내 남해안 지역의 해성 점토지반을 대상으로 하여, 다양한 현장 및 실내시험을 수행하였다. 제안된 방법에서는 기존 방법에 포함되어 있는 상재압(${\sigma}_{v0}$)의 보정절차가 요구되지 않으며, CPTu 결과인 콘지지력($q_t$)과 초기간극수압($u_i$)의 측정만으로 비배수전단강도의 추정이 가능하도록 하여, 조사과정에서의 추가비용이나 시간소모를 최소화하도록 하였다. 제안된 방법의 적온성 평가를 위하여 국내의 다양한 토질특성을 나타내는 4개 지역에서 수행된 피에조콘관입시험 결과를 수집하였으며, 이를 토대로 제안된 방법에 의한 결과와 실측된 결과와의 비교분석을 실시하였다. 분석결과, 예측된 결과는 측정된 결과와 유사함을 확인할 수 있었다.

정규압밀점토의 비배수 전단강도에 대한 이방압밀효과 (Effects of an Anisotropic Consolidation on the Undrained Shear Strength of a Normally Consolidated Clay)

  • 강병희;윤호창
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제10권1호
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    • pp.63-70
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    • 1994
  • 수평지반내의 한 지점에 대한 원위치의 압밀상태는 $K_0$-이방압밀 되어있으며 토압계수 $K_0$값은 흙의 성질과 옹력이력에 따라 다르다. $K_0$-이방정규압밀점토지반의 원위치 비배수전단강도를 등방압밀시헙에 의해서 추정하기 위하여 4가지의 압밀응력비($K={\sigma}'_{3c}/{\sigma}'_{1c}$)로서 이방압밀시킨 비배수전단시험을 시행하여 ($S_u/{\sigma}'_{1c})_{CKU}=\alpha(S_u/{\sigma}'_{1c})_{CIU}$로 나타내는 강도비 $\alpha$와 압밀응력비 K의 관계를 나타내었다. 시험결과 강도비 $\alpha$는 압밀웅력비가 클수록 증가하고 내부마찰각$\Phi'$$\Phi'_{CKU}/\Phi'_{CIU}/$비도 압밀 응력비가 클수록 동시에 증가한다.

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부산 점토의 압밀특성과 연계한 비배수전단강도 평가 (Evaluation on Undrained Shear Strength considering Consolidation Characteristics for Busan Clay)

  • 김주현
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.41-49
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    • 2017
  • 본 연구에서는 부산 신항에서 지표면 근처의 상부 점토의 유사 과압밀 특성과 연계한 비배수전단강도를 평가하기 위하여 현장베인 및 피에조콘관입시험을 실시하였다. 일축압축 및 현장베인시험 결과를 이용하여 비배수전단강도($s_u$)와 유효상재압과의 상관관계식 $10+0.262{\sigma}^{\prime}v_0$(kPa)이 얻어졌다. 표준압밀시험결과로부터 7m 심도까지 과압밀비(OCR) 1.9 정도이며, 심도가 깊어질수록 정규압밀상태의 과압밀비(OCR) 1.0에 근접한 경향이 얻어졌다. Hanzawa(1983)에 따르면, 정규압밀된 자연퇴적 점토지반에서도 화학적 결합 작용 등에 의한 연대효과로 인해 지표면에 가까운 위치에서 과압밀 경향을 보이는 것으로 제시되었다. 이러한 개념 하에서, 부산점토 지반은 지표면에서부터 화학적 결합작용으로 인해 10kPa의 비배수전단강도가 유효상재압에 관계없이 발휘되며, 정규압밀상태의 강도증가율은 0.262로 추정할 수 있다. 이에 대해 퇴적 환경 변화로 인해 지표면에 가까운 위치에서 화학적 결합 작용에 의한 유사 과압밀 경향이 발생되었는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

토목섬유와 모래로 처리된 초연약지반의 장비주행성에 대한 원심모형실험 (Centrifuge Model Tests on Trafficability of Very Soft Ground Treated with Geotextile and Sand Mat)

  • 전상현;이종호;유남재
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.13-23
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    • 2010
  • 본 연구에서는 초연약지반의 장비진입을 위해 토목섬유와 모래를 포설하는 표층보강공법의 지지력 평가를 목적으로 50g 중력수준의 원심모형실험을 수행하였다. 연약지반의 비배수 전단강도를 3.1~11.7kPa로 조성하고, 토목섬유와 모래를 설치한 모형지반에 장비하중을 모사한 기초모형을 하중재하장치에 연결하여 지지력 실험을 수행하였다. 원심 이론적 제안식과 수치해석을 수행하여 비교하였다. 실험결과 지반강도의 증가에 따라 지지력이 증가하는 하중-침하 관계를 획득하였으며, 관입 또는 국부전단의 파괴경향을 관찰하였다. 작은 비배수 전단강도의 지반에서는 침하의 거동이 장비 주행성 평가의 중요한 인자인데 반하여 큰 비배수 전단강도의 지반에서는 지지력이 지배적 비배수 전단강도에 따른 지지력과 침하량의 회귀분석식을 산정하여 장비의 주행성 확보를 위해 지지력을 평가할 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석 결과, 실험결과와 유사한 하중-침하 관계를 얻을 수 있었다.

DMT를 이용한 부산신항 점토의 비배수 전단강도 추정 (Evaluation of Undrained Shear Strength of Busan New-port Clay by DMT)

  • 홍성진;신동현;김동휘;정상진;이우진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권7호
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    • pp.87-98
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    • 2007
  • 본 연구에서는 DMT를 이용한 비배수 전단강도를 파악하기 위하여 부산신항 점토층에 DMT 시험, 베인전단시험, $CK_0U$ 삼축압축시험을 실시하였다. 시험결과 정규화한 비배수 전단강도비는 삼축시험의 경우 $S_{u(CKU)}/{\sigma}'_v=0.30{\sim}0.35$, 베인전단시험의 경우 ${\mu}S_{u(VST)}/{\sigma}'_v=0.20{\sim}0.22$로 나타났다. 본 연구에서는 현장 베인전단시험 및 삼축압축시험 결과와의 비교를 통해, DMT를 이용하여 비배수 전단강도를 추정하는 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째는 $S_u/{\sigma}'_v$와 횡방향 응력지수의 관계를 이용하는 방법이고, 두 번째는 $N_c-I_D$ 또는 $N_c-E_D$ 관계로부터 비배수 전단강도를 추정하는 방법이다. 베인전단시험 및 삼축시험 결과와 두 가지 추정방법을 비교한 결과, $N_c-I_D$ 또는 $N_c-E_D$ 관계를 이용한 방법이 $K_D$ 이용하는 방법보다 비배수 전단강도를 정확하게 추정하는 것으로 나타났다. 이것은 $I_D$$E_D$가 토질상태를 반영하는 $p_1-p_0$항을 포함하고 있어, $N_c$를 이용하는 방법이 토질을 고려한 비배수 전단강도 추정을 할 수 있기 때문으로 판단된다.

Undrained Behavior of Clay-Sand Mixtures under Triaxial Loading

  • Shin, Joon-Ho;Jeong, Sang-Seom
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.71-81
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    • 1999
  • 본 연구에서는 모래-벤토나이트 혼합토를 대상으로 혼합토의 비율 및 응력이력에 따라 비배수상태에서 삼축실험을 수행하였으며 그 결과 과압밀상태에서 발생하는 소성변형을 포함하는 구성모델을 적용하여 혼합토의 탄소성거동을 예측하였다. 비배수전단시험은 벤토나이트의 혼합비를 10, 15, 20%로 변화시키며 성형한 시료를 400kPa까지 등방압밀 시킨 후 유효구속압력을 감시켜, 압축시험은 과압밀비 1, 2, 4, 12에 대하여, 인장시험은 과압밀비 1. 4, 12에 대하여 수행하였다. 시험분석결과 p'-q평면상에서 벤토나이트의 혼합비가 15%이하인 경우는 모래와 실트에서 나타나는 상태변형선이 나타났으나 혼합비가 20%인 경우는 상태변형선이 뚜렷하지 않았을 뿐만 아니라 체적팽창 경향을 거의 보이지 않았다. 따라서 사질토의 거동에서 점토의 거동으로의 전이를 보이는 점토의 혼합비는 대략 20%정도 임을 알 수 있었다. 제안한 구성모델은 정규압밀상태의 시료에 대해서는 등방경화 구성관계식을 적용하였으며 과압밀상태의 시료에 대해서는 기준면과 항복면을 동시에 가정해 항복면 내부에서의 소성변형을 고려해 주는 비등방경화 구성관계식을 적용하였다. 본 연구 결과 제안한 구성관계식은 정규압밀상태 및 과압밀상태의 혼합토 거동을 비교적 적절히 예측할 수 있었다.

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점토혼합모래의 반복전단특성에 대한 세립분 함유율의 영향 (Effect of Fines Content on the Cyclic Shear Characteristics of Sand-clay Mixtures)

  • 김욱기;효도 마사유키;안태봉
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.51-59
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    • 2008
  • 본 연구에서는 모래에서 점토에 이르는 넓은 범위의 혼합시료를 재성형하기 위하여 세립분으로 활성을 가지고 있는 자연점토와 조립분으로 규사를 혼합하여 실험에 이용하였다. 공시체는 세립분함유율이 낮은 범위 즉, 모래입자가 골격구조를 형성하고 있는 범위에 대해서는 다양한 간극비를 조성하기 위해 습윤 다짐방법을 이용하였으며, 활성을 나타내는 범위에 대해서는 정규압밀점토의 일정한 간극비를 조성하기 위해 예압밀방법을 이용하여 다양한 세립분함유율을 갖는 공시체를 제작하여 비배수 반복 전단실험을 수행하였다. 실험결과, 세립분함유율 20%미만의 시료에서 동일한 세립분함유율의 공시체에 대해 모래 골격간극비가 증가함에 따라 반복 전단강도는 감소하였으며 더욱이, 실험시료의 골격간극비가 규사의 최대간극비 이상의 범위에서는 흙의 구조가 다짐에너지의 영향을 거의 받지 않고 강도발현의 주체가 점토 매트릭스에 지배되는것을 알 수 있다. 모래점토 혼합토를 대상으로한 비배수 반복 전단실험에서 세립분 함유율이 20%미만의 낮은 영역에서 조립자의 구조는 반복 전단강도 특성에 큰 영향을 미치며 더욱이, 세립분함유율보다 모래구조의 밀도에 유의하는것이 더욱 적합한 것을 알 수 있다.