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재구성 시료의 일축압축시험에서 유효응력경로를 이용한 원지반의 비배수 전단강도 추정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of In-situ Undrained Shear Strength Using Effective Stress Paths of Reconstituted Sample by Unconfined Compression Test)

  • 박성재;오원택;정경환;여주태
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.93-102
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    • 2003
  • 일축압축시험은 방법이 비교적 간단하고 경제적이기 때문에 점토지반의 비배수 전단강도($c_u$)를 결정하는데 널리 사용되고 있다. 하지만, 구속압이 없는 상태에서 시험이 시행되기 때문에 지중응력 조건을 재현할 수 없고, 또한 삼축압축시험에 의한 강도보다 과소평가 되는 경우가 많다. 따라서, $c_u$를 시료교란에 대해 보정하여 실무에서 간단히 사용할 수 있는 강도 보정법이 요구된다. 본 연구에서는 흡수력 측정을 겸한 일축압축시험 만으로 원지반의 비배수 전단강도(이하, 원지반 강도)를 추정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 제안된 방법은 완전시료의 이론적 전단강도식(Noorany와 Seed, 1965)을 기본으로 하며, 유효토피압과 일축압축시험의 유효응력거동 분석 결과( $A_f,\phi'$)를 필요로 한다. 특히, 전단저항각($\phi'$)은 일축압축시험의 수정파괴포락선($K_f$) 기울기가 삼축압축시험에 비해 약 1.6배정도 더 크게 평가된다는 시험결과를 근거로 하여 간단히 유추할 수 있다. 연구 결과, 제안된 방법에 의해 추정된 원지반 강도는 삼축압축시험(CK$_0$UC)의 비배수 전단강도와 유사한 값을 나타냈다.

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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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.

흙의 변형국지화 편재에 관한 연구 (Omnipresence of Strain Localization in Soils)

  • 권태혁;조계춘
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.199-210
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    • 2003
  • 흙이 변형하는 동안 전단지역 내에서 변형국지화가 자주 관찰된다. 사실상, 그 현상은 예외적이라기보다는 전형적으로 보인다. 개념적으로, 행해진 일의 증가가 음인 경우 변형국지화가 쉽게 발생한다. 이러한 현상을 검증하기 위해서, 본 연구에서는 배수상태의 조밀한 흙, 비배수상태의 느슨한 흙, 비배수전단하의 조밀한 흙에서의 공동화, 비균질한 흙, 판상형의 입자로 된 흙에서의 입자배열, 입자 깨짐을 가지는 흙, 그리고 낮은 함수비나 약한 시멘트결합이 된 흙 등 다양한 흙과 다양한 조건에 대하여 조사를 수행하였다. 이러한 경우들의 각각을 독립적으로 시험할 수 있도록 시료를 제작하였고 실험절차를 구상하였다. 실험결과에 의하면, 최고점후 변형연화거동을 가지는 흙은 변형국지화, 전단대형성, 그리고 점진적 파괴가 되기 쉽다. 응력상태, 흙밀도, 흙입자의 고유적인 역학적$.$지형학적인 특성, 저함수비, 그리고 비균질성이 변형국지화를 일으키는데 공헌을 하였다. 국지화가 가능한 모든 경우들을 고려해 볼 때, 실내시험으로부터 한계상태정수를 결정하는 최선의 방법은 배수전단하의 느슨하고 균일한 포화시료를 사용하는 것으로 나타났다.

전극의 전기분해 용출을 통한 해성점토의 개량에 관한 연구 (A Study on Improvement of Marine Clay through the Leaching Effect of Electrolyte Reaction in Electrode)

  • 한상재;김수삼;김종윤
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권2C호
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    • pp.89-98
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    • 2006
  • 본 연구에서는 해성점토의 전단강도를 증진시킬 목적으로 철과 알루미늄 전극을 직접 삽입한 후 전극을 분해하여 지반 고결화 효과를 유발하였다. 이를 위해 남해안에서 채취한 실제 해성점토에 대해 실내 토조를 이용한 파일럿 실험을 실시하였고, 각각 철과 알루미늄을 삽입한 후 일정 고전류(2.5A)를 적용시켰다. 고결화에 의한 영향을 파악하고자 실험 종료 후에는 콘관입시험기를 이용하여 비배수 전단강도를 측정하였으며, 위치별 함수비와 pH 및 전기전도도를 측정하여 철과 알루미늄의 전극분해에 의한 고결화 효과를 간접적으로 판단하였다. 철 전극 전기분해 실험 결과, 양(+)극부 근처에서의 함수비는 초기에 비해 35% 감소하였고, 음극부 근처에서는 13% 증가하였으나, 양극부에서 용출된 철 이온과 흙 입자의 고결화 작용에 의해 전체적으로 측정된 전단강도는 초기에 비해 상당히 증가하였다. 또한 알루미늄 전극을 이용하였을 경우, 철에 비해 비교적 균일한 전단강도 증진효과가 나타났으며, 그 개량정도 역시 더 크게 나타났다.

섬유혼합 점토의 비배수 강도 특성에 대한 연구 (Study on the Undrained Strength Characteristics of Fiber Mixed Clay)

  • 박영곤;장병욱
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 1998년도 학술발표회 발표논문집
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    • pp.382-387
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    • 1998
  • Triaxial compression tests were run to study on the undrained strength characteristics of fiber mixed kaolin clay(Hadong). The influence of various test parameters such as amount and aspect ratio(ratio of length to diameter) of fiber, confining stress was also investigated. Test results showed that the increase in aspect ratio was increased in deviator stress at failure, but no effect on pore water pressure at failure. Deviator stress at failure was also increased at 0.5% mixing ratio(weight fraction of fiber to that of soil solid) of fiber but it was, thereafter, decreased and wits reached to constant after 2% mixing ratio. On the contrary, Pore water pressure at failure was increased as mixing ratio of fiber was greater than 1%. Deviator stress and pore water pressure of both clay and fiber mixed clay(FMC) at failure were increased as confining stress was increased. Deviator stress of FMC at failure was about 10% larger than that of clay, but pore water pressure of FMC at failure was almost similar to that of clay.

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실트질 모래의 비배수 크리프특성 및 크리프 모델 비교연구 (Undrained Creep Characteristics of Silty Sands and Comparative Study of Creep model)

  • 봉태호;손영환;노수각;박재성
    • 한국농공학회논문집
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    • 제54권1호
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    • pp.19-26
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    • 2012
  • Soils exhibit creep behavior in which deformation and movement proceed under a state of constant stress or load. In this study, A series of triaxial tests were performed under constant principal stress in order to interpret the undrained creep characteristics of silty sands. Although samples are non-plastic silty sands, the results of tests show that the creep deformation increasing over time. Based on the results of test, Singh-Mitchell model parameters and Generalized model coefficients were calculated. Generalized model showed slightly larger deformation in the primary creep range but secondary creep deformation was almost identical. Although Singh-Mitchell model showed relatively large errors compared to Generalized model because it uses the average of test results, but Singh-Mitchell model can be easily represented by three creep parameters.

급속한 성토시 비선형 해석을 통한 연약지반의 안전성 검토 (Investigation of the rapid embankment stability on the soft ground using nonlinear analysis)

  • 도기훈;김무일;이준석
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1348-1353
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    • 2006
  • In this paper, nonlinear elasto-plastic analysis was performed to investigate the stability of the rapid embankment under undrained condition. The commercial code ABAQUS/Standard was used in the study. Resonant Column test (RC test) results and Ramberg-Osgood model were utilized to simulate the nonlinear behavior of soft clay. Ramgerg-Osgood model was tested whether it simulates the nonlinear behavior of the soil properly in first. Then the analysis result was compared with the previous research results. It was found that the Ramberg-Osgood model matched well with the soil behavior of soft clay in the rapid embankment under undrained condition.

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시화호 주변 연약지반 피에조콘계수 산정에 관한 통계적 분석 (Evaluation of Piezocone Factors Applicable to Soft Ground Around Siwha Lake by Statistical Analysis)

  • 정진혁;박수범;이송
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.89-100
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    • 2008
  • 국외에서 개발한 상관식이나 도표 등을 활용하여 국내 지반특성을 반영함에 있어 이를 그대로 국내지반에 적용하는 데에는 한계가 있다. 따라서 국내에 적합한 피에조콘계수 활용을 위해서는 국내 지반에 대한 시험결과를 직접적으로 이용하여 피에조콘계수를 결정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 서해안 시화호 주변에 광범위하게 분포하고 있는 연약지반을 대상으로 실내시험 및 현장시험을 수행한 결과를 피에조콘 관입시험과 비교 분석하고, 비배수전단강도와 콘 관입저항력과의 상관성 분석을 통하여 피에조콘계수를 산정하였다. 또한 산정된 결과의 신뢰성 확보를 위하여 통계분석 기법을 활용하여 연구대상 지역에 적합한 피에조콘계수를 재산정해 보았다.