• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1417-1431
• /
• 1994

본 연구에서 삼축압축시험기를 이용하여 낙동강유역 모래에 대한 상대밀도, 전단변형어속도, 구속압력의 변화에 의한 전단강도 특성을 고찰하였다. 그리고 Lade 모델과 수정 Lade 모델의 결과는 실험에 의하여 비교하였다. 전단변형제어속도, 상대밀도 그리고 구속압력변화에 의한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 낙동강유역의 모래에 대해 Coulomb의 식을 이용할 수 있는 응력의 한계는 변형제어속도가 0.08%/min일 때 120~200 kpa이고 0.5%/min일 때 120~150 kpa의 범위로 고찰되었다. 이들 한계범위들은 석회질 모래나 양입도의 석영질 모래에 비해 적게 나타났다. 2) 변형제어속도와 상대밀도 모두가 Lade 모델과 수정 Lade 모델에 필요한 매개변수에 많은 영향을 미친다. 따라서 현장에서는 하중조건과 지반조건을 정확히 파악하여 적절한 매개변수를 사용하는 것이 중요하다. 3) 변형제어속도와 상대밀도의 변화에 따른 구성모델식에 의한 파괴시 주응력비는 전반적으로 변형제어속도에는 큰 영향을 받지 않으나, 상대밀도와 구속압력이 구성 모델식의 결과에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 낙동강유역의 모래에 대한 응력-변형거동의 정확한 예측을 위해서는 다양한 조건에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 4) Lade 모델과 수정 Lade 모델에서 결정된 파괴시 주응력비와 파괴포락선의 내부마찰각을 실측치와 비교한 결과, 본 연구에서 사용된 구속응력 범위내에서는 Lade 모델이 수정 Lade 모델보다 평균적으로 실측치에 더 근접함을 보여 주었다.

• 한국농공학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.74-83
• /
• 1994

A series of isotropic consolidation tests, undrained and drained triaxial compression tests was carried out to investigate the physical characteristics and behaviours of marine silty sands collected from the western coast of Korea. This study also included a theoretical development of the constitutive equation to evaluate stress-strain relationship and volume change of silty sands. The results and main conclusions of the study are summarized as follows; 1. Isotropic compression and swelling index are linearly decreased with an increase in relative density. 2. Both undrained shear strengh and elastic modulus are increased with an increase in relative density and confining pressure. 3. Internal friction angles obtained from drained and undrained compression tests of the soils are proportional to relative density. 4. The phenomenon of dilatancy of each sample is less profound when confining stress is increased but more profound when relative density is increased. 5. The slope of critical state lines is 1.78 for Saemangum, 1.70 for Siewha and 1.26 for Sukmoon sands. 6. In this study, Drucker-Praper type criterion is used and hardening function of Cap model is modified by hyperbolic fuction. This will improve a lack of physical meaning of hardening parameters in conventional Cap model. 7. A newly developed constitutive equation to the forementioned silty sands and checked its applicability. This is in good agreement with the measured data.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제31권9호
• /
• pp.17-27
• /
• 2015

벤더엘리먼트가 장착된 삼축압축시험장비를 이용하여 모래에 대한 일련의 압밀배수시험을 수행하였다. 상대밀도 및 유효구속응력 조건을 달리하여 각각의 조건별 응력-변형률 관계를 측정하였으며, 압밀이 종료된 시점에서의 전단파 속도를 측정함으로써 전단파 속도와 간극비, 유효응력, 그리고 전단강도와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 미소변형률에서의 전단파 속도로부터 계산된 최대전단탄성계수와 파괴 시의 축응력과 압밀 시의 구속응력의 합으로 정의되는 유효수직응력간에는 고유한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 도출된 전단탄성계수와 유효수직응력간의 상관관계는 유효구속응력을 정규화시킴으로써 정확도를 향상시켰다. 본 연구를 통해 제시된 상관관계를 통해 전단강도 및 내부 마찰각을 예측하였을 시, 실제 실내 시험을 통해 산출된 내부 마찰각을 정확하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 미소변형률에서의 전단파 속도를 기반으로 신뢰성 높은 파괴 시 전단강도, 나아가 내부 마찰각까지 예측이 가능하다는 것을 의미하며 기존 SPT-N value와 경험식을 통해 내부 마찰각을 예측하여 설계에 적용하는 방식의 불확실성을 개선해 줄 수 있는 매우 유용한 방법이라고 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제35권2호
• /
• pp.135-147
• /
• 2023

Sand columns in clayey soil are considered one of the most economical and environmentally-friendly soil-improving techniques. It improves the shear strength parameters, reduces the settlement, and increases the bearing capacity of clayey soils. The aim of this paper is to study the effect of grain shape in sand columns on their performance in improving the mechanical properties of clayey soils. An intensive series of consolidated-drained triaxial tests were performed on clay specimens only and clay specimens with sand columns. The parameters examined during the experimental work were grain shape in sand columns (angular, rounded, sub-rounded) and effective confining pressure (50 kPa, 100 kPa, 200 kPa). The results indicated that there is a significant improvement in the deviatoric stress and stiffness values of specimens with sand columns. Improving deviatoric stress values in the use of angular sand grains was found to be higher than those in the use of sub-rounded and rounded sand grains. A 187%, 159%, and 153% increment in deviatoric stress values were observed for the sand columns with angular, sub-rounded, and rounded grain shapes, respectively. The specimens were observed to be more contractive as the sand column was installed, and as the angularity of grains in the sand column was increased. Sand column installation improves significantly the angle of internal friction, and the effective angle of internal friction increases as the angularity of the sand grains increases.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제18권4호
• /
• pp.427-437
• /
• 2019

Waste materials are being produced in huge quantities globally, and the usual practice is to dump them into legal or illegal landfills. Recycled tiles (RT) are being used in soil stabilisation which is considered as sustainable solution to reduce the amount of waste and solve the geotechnical problems. Although the stabilisation of soil using RT improved the soil properties, it could not achieve the standard values required for construction. Thus, this study uses 20% RT together with low cement content (2%) to stabilise soft soil. Series of consolidated undrained triaxial compression tests were conducted on untreated and RT-cement treated samples. Each test was performed at 7, 14, and 28 days curing period and 50, 100, and 200 kPa confining pressures. The results revealed an improvement in the undrained shear strength parameters (cohesion and internal frication angle) of treated specimens compared to the untreated ones. The cohesion and friction angle of the treated samples were increased with the increase in curing time and confining pressure. The peak deviator stress of treated samples increases with the increment of either the effective confining pressures or the curing period. Microstructural and chemical tests were performed on both untreated and RT-cement treated samples, which included field emission scanning electron microscopic (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). The results indicated the formation of cementation compounds such as calcium aluminium hydrate (C-A-H) within the treated samples. Consequently, the newly formed compounds were responsible for the improvement observed in the results of the triaxial tests. This research promotes the utilisation of RT to reduce the amount of cement used in soil stabilisation for cleaner planet and sustainable environment.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.61-69
• /
• 2022

본 연구에서는 지반조건을 고려한 말둑의 인발저항 성능의 합리적인 평가방법 확립의 일환으로써, 지반의 세립분 함유율 및 구속압 조건에 따른 말뚝과 지반 경계면의 전단특성을 평가하기 위한 대형직접전단시험을 수행하였다. 그 결과, 수직하중이 증가하고 모형지반의 세립분 함유율이 작을수록 전단변형에 따른 전단응력이 크게 발생됨을 알 수 있었다. 그리고 동일한 수직하중과 세립분 함유율 조건에서 말뚝 모형체의 표면이 거칠수록 최대전단응력은 다소 크게 나타났다. 강도정수로써 내부 마찰각과 점착력을 산정하여 분석한 결과, 모형지반의 세립분 함유율이 증가할수록 모형체 경계면에서의 내부마찰각은 감소하였으나 점착력은 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝 모형체 표면이 거칠수록 모형지반의 세립분 함유율에 관계 없이 내부마찰각과 점착력은 크게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권2호
• /
• pp.515-527
• /
• 2014

본 연구에서는 국내 모래의 공학적 특성을 파악하기 위하여 표준사, 욕지사, 낙동강사를 이용하여 구속압 조건, $K_0$ 조건, 과압밀 조건, 상대밀도 조건을 다르게하여 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축압축시험 결과, 변형률 ${\epsilon}_1$에 따른 축차응력 $\acute{q}$의 변화는 구속압 ${\sigma}_3$와 상대밀도 $D_r$이 클수록 크게 변화하였으나, $K_0$ 조건과 과압밀 조건변화와 크게 상관이 없었다. 모래의 최대 내부마찰각(${\phi}_{max}$)은 구속압이 클수록 입자간의 접촉력이 크게 되어 작아지는 경향을 나타내었고, $K_0$ 조건과 과압밀 조건에 따라서는 거의 변화가 없는 것으로 나타났으며, 상대밀도에 따라서는 상대밀도가 감소함에 따라 내부마찰각도 작아지는 경향을 나타내었다. 체적변형률(${\epsilon}_u$)은 구속압이 클수록 입자의 파쇄성과 입자간의 재배열에 의해 체적 팽창이 작게 나타났으며, $K_0$ 조건과 과압밀 조건에서는 조건에 상관없이 거의 같은 거동을 보였고, 상대밀도에 따라서는 상대밀도가 커질수록 초기에는 압축되다가 축변형률(${\epsilon}_1$)이 증가할수록 팽창하는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 변형률 변화에 따른 탄성계수 $E_{sec}$는 변형률이 커질수록 차츰 수렴하는 경향을 나타내었고, 축차응력($\acute{q}$)-변형률(${\epsilon}_1$) 관계에서 초기할선 탄성계수($E_{ini}$)>할선 탄성계수($E_{sec}$)>접선 탄성계수($E_{tan}$) 순으로 탄성계수의 크기가 산정되었으며, 구속압 및 상대밀도가 증가함에 따라 탄성계수가 증가하는 경향을 보였고, $K_0$ 및 과압밀에 따라서는 거의 비슷한 탄성계수를 나타내었다. 접선 탄성계수에 의한 정규화에 대해서는 다양한 증가비로 증가하는 경향을 보였다. 한계상태선의 기울기 M은 구속압이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었고, $K_0$ 및 구속압, 상대밀도에 따라서는 동일선상에 표현되며, 상대밀도가 증가할수록 한계상태선의 기울기 M도 증가하는 경향을 보였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.241-248
• /
• 2001

The ductility of circular hollow reinforced concrete columns with one layer of longitudinal and spiral reinforcement placed near the outside face of the section and the steel tube placed on the inside face of the section is investigated. Such hollow sections are confined through the wall thickness since the steel tube is placed. The results of analytical moment-curvature analyses for such hollow sections are compared with those for the circular section with the sane diameter. In this study, moment-curvature analyses are conducted with Mandel's confined concrete stress-strain relationship in which the effect of confinement is to increase the compression strength and ultimate strain of concrete. The moment-curvature analyses confirmed that the ductility is primarily influenced on the ultimate strain. The variables influenced on the ultimate strain is the ratio and yield strength of confining reinforcement and the compression strength for confined concrete. From this ultimate strain - the transverse reinforcement ratio relationship, the transverse reinforcement ratio for circular hollow reinforced columns with confinement is proposed. The proposed transverse reinforcement ratio is confirmed by experimental results.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제36권4호
• /
• pp.391-406
• /
• 2024

In order to study the soil seasonal dynamic characteristics in the regions with four distinct seasons, the soil dynamic triaxial experiments were conducted by considering the environmental temperature range from -30℃ to 30℃. The results demonstrate that the dynamic soil properties in four seasons can change greatly. Firstly, the dynamic triaxial experiments were performed to obtain the dynamic stress-strain curve, elastic modulus, and damping ratio of soil, under different confining pressures and temperatures. Then, the experiments also obtain the dynamic cohesion and internal friction angle of the clay under the initial strain, and the changing rule was summarized. Finally, the results show that the dynamic elastic modulus and dynamic cohesion will increase significantly when the clay is frozen; as the temperature continues to decrease, this increasing trend will gradually slow down, and the dynamic damping ratio will go down when the freezing temperature decreases. In this paper, the change mechanism is objectively analyzed, which verifies the reliability of the conclusions obtained from the experiment.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.543-552
• /
• 1994

본 연구는 공중낙하법으로 만든 공기건조 상태의 일본의 표준사인 풍포사(豊浦砂)(Toyoura sand)와 영국의 표준사인 Silver Leighton Buzzard sand 공시체를 배수상태에서 평면 변형율 압축시험을 실시하여, 구속압이 모래의 변형 강도특성에 미치는 영향을 조사하였다. 축방향 변위와 수평방향의 변위는 변형율수준(strain level) $10^{-6}$에서 파괴상태까지를 연속적으로 구할 수 있는 장치를 사용하여 정도 높게 측정함으로써 미소변형에서 파괴상태까지의 응력 변형율 특성을 상세히 연구하였다. 그 결과, 극저구속압에서는 구속압이 작아져도 내부마찰각 ${\sigma}^{\prime}{_{max}}=arcsin\{({\sigma}{_1}^{\prime}-{\sigma}{_3}^{\prime})/({\sigma}{_1}^{\prime}+{\sigma}{_3}^{\prime})\}_{max}$가 급격히 크게 되지는 않아, Bolton의 경험식을 사용할 시는 어느 정도 구속압이 클 때만 적용 가능하다는 것을 알았다. 또, 모래의 강성률은 근사적으로 구속압의 m승에 비례하는데(G or $E{\propto}{\sigma}{_3}^{{\prime}m}$), 이때 m은 변형율수준 $10^{-4}$이하에서는 약 0.4 정도이고 변형율=$10^{-1}$에서는 $m{\fallingdotseq}0.9$ 정도이었다. 이러한 경향은 모래의 종류, 혹은 시험종류에 따라 거의 변화하지 않음을 알았다. 이것은 구속압이 작을수록 강성률의 변형율수준 의존성, 응력수준 의존성이 크게 되는 것과 대응한다. 끝으로, Rowe의 응력-다이러턴시 관계는 미소 변형율수준($10^{-4}$ 이하)에서 파괴까지 거의 직선적으로 성립하고, 구속압의 영향을 거의 받지 않는다는 것을 알았다.