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문제 정의
- 본 연구에서는 압밀구성관계를 밝히기 위하여서 . 남해안의 해남, 진도, 장흥, 만경강 등에서 채취한 연약점토를 이용하여 Oedometer 시험 및 CRS 시험을 수행하고, 응력상태에 따른 투수 계수를 직접 측정하였다.
- 본 연구에서는 우리 나라 서 . 남해안 해성 충적 점토에 대하여 압밀 구성관계를 정립하기 위한 기초연구로서 해남, 진도, 장흥, 만경 등 4가지 연약 점토 시료에 대하여 일정변형률속도 압밀시험 및 직접 투수시험을 실시하여, 투수시험방법에 따른 투수 계수값을 비교하였으며 , 압축성과 투수성 에대하여 비교 .
- 본 연구에서는 중.저소성의 시료를 선정하여압밀구성관계를 살펴보고자 하였다. 시료의 물성치는 Table 1과 같고, 시료에 대한 입도분석 결과는 Fig.
제안 방법
- CRS 시험중의 직접투수시험측정을 실시하여 투수계수를 측정하였으며 해남 시료에 대해서 변형률 속도가 0.5mm/h인 경우를 예를 들어 유량과 시간과의 관계곡선을 Fig. 2에 표시하였다. 약 1시간 동안 측정하였으며 그 결과 그림에서 보듯이 시간에 따른 유량이 선형관계를 나타내었다.
- 97 이상이었다. Oedometer 시험은 KS F 2316에 의하여 수행하였으며, 하중 증가비 1로서, 24시간 재하하였고, 8단계로 압밀을 실시하였다 직접 투수 계수 측정시험은 CRS 압밀시험 중 직접 투수 계수를 측정하였으며 그 방법은 다음과 같다.
- CRS 시험. 그리고 직접투수계수측정시험을 시행하였다. CRS 시험시 각 시료에 대한 변형률 속도를 Table 2에 나타내었다.
- 본 연구에서는 우리 나라 서 . 남해안 해성 충적 점토에 대하여 압밀 구성관계를 정립하기 위한 기초연구로서 해남, 진도, 장흥, 만경 등 4가지 연약 점토 시료에 대하여 일정변형률속도 압밀시험 및 직접 투수시험을 실시하여, 투수시험방법에 따른 투수 계수값을 비교하였으며 , 압축성과 투수성 에대하여 비교 . 분석하였고.
- . 남해안의 해남, 진도, 장흥, 만경강 등에서 채취한 연약점토를 이용하여 Oedometer 시험 및 CRS 시험을 수행하고, 응력상태에 따른 투수 계수를 직접 측정하였다. 이를 토대로 투수계수 산정 방법들을 비교하고 나아가 제시된 몇 가지 압축모형 및 투수모형들을 실험결과와 비교.
- 본 연구에서는 먼저, 투수계수측정방법에 따른 투수 계수를 비교하고자 Oedometer 압밀시험과 CRS 시험 및 직접투수계수측정을 실시하였으며 다음으로, 해남, 진도, 만경, 장흥 등 4가지 시료에대한 간극비-유효응력 및 간극비-투수계수관계를비교 . 분석하기 위하여.
- 한편, 최근 여러 학자들은 기존의 Oedometer 시험기법에 비해 다양한 하중조건 및 경계조건을 구현할 수 있고 짧은 시간에 시험을 수행할 수 있는일정변형률속도(constant rate of strain, CRS) 압밀시험을 이용하여 압밀해석 연구를 수행하였다. Hamilton과 Crawford(1959)는 최초로 일정변형률속도 압밀시험(이하 CRS 시험)을 수행하였으며, Smith와 Wahls(1969)는 처음으로 이론해를 발표하였다.
대상 데이터
- 초기의 낮은 압력단계를 포함하여 미세한 하중조절이 쉬운 장점이 있다. 압밀링의 직경은 63.5mm이고, 높이는 19.1mm이다.
- 압밀시험 및 투수시험을 수행하기 위하여 Rowe Cell type의 압밀시험장치를 사용하였다. 임의의 변형률 속도를 시료에 가할 수 있으며.
데이터처리
- 남해안의 해남, 진도, 장흥, 만경강 등에서 채취한 연약점토를 이용하여 Oedometer 시험 및 CRS 시험을 수행하고, 응력상태에 따른 투수 계수를 직접 측정하였다. 이를 토대로 투수계수 산정 방법들을 비교하고 나아가 제시된 몇 가지 압축모형 및 투수모형들을 실험결과와 비교. 분석하고자 한다.
이론/모형
- CRS 시험은 ASTM D 4186-89에 의하여 수행하였고, 시험 조건으로서 시료의 포화를 위해 100kPa의 배압을 가하였으며 이때 측정한 B 값은 각각 0.97 이상이었다. Oedometer 시험은 KS F 2316에 의하여 수행하였으며, 하중 증가비 1로서, 24시간 재하하였고, 8단계로 압밀을 실시하였다 직접 투수 계수 측정시험은 CRS 압밀시험 중 직접 투수 계수를 측정하였으며 그 방법은 다음과 같다.
- 다옴으로 Oikawa(1987)가 제시한 간극비-비체적”(=l + e), 관계에 적용하였다(Fig. 5). 이 모형은 고함수비의 시료에 적합한 모형으로 제시된것이다.
- 마지막으로, 본 실험의 결과를 loge-logk 관계(Mesri & Olson, 1971)에 적용해 보았으며, 그결과를 Fig. 10에 도시하였다. 네 가지 시료에 적용해 본 결과 loge - logk 관계가 선형성이 감소하는 경향으로 나타났다.
- 한편, Fig. 6에서는 최근 Liu 등(1991)에 의하여 제시된 수학적 모형인 확장멱함수( e=4(cr'+Z)B) 에 적용하였다. 초기 간극비가 낮은 시료일수록
성능/효과
- 1. Oedometer 압밀시험으로부터 구한 C, 에 의해 간접적으로 구한 투수계수값은 실측치에 비해작은 값을 나타내었으며. CRS 시험에 의한 투수계수값은 낮은 유효응력하에서는 실측치와 다소차이를 나타내었으나, 유효응력이 증가할수록 직접 측정한 투수계수와 거의 동일한 값을 나타내었다.
- 2. 압축특성에 대하여, e- log a 관계 및 확장멱함수 모형의 경우 압축성이 작고. 정규압밀영역에서 선형인 만경.
- 7에서 e-logk 관계를 시험결과에 적용하였다. 4 가지 시료 모두 주어진 하중 조건에서 간극비와 투수계수간에 대수관계가 나타났다 e- logk 관계에서 투수지수는 초기 간극비가 커짐에 따라증가하였으며. 초기간극비 e0간의 관계를 적용해본 결과, 대략 Ck=0.
- Oedometer 압밀시험으로부터 구한 C, 에 의해 간접적으로 구한 투수계수값은 실측치에 비해작은 값을 나타내었으며. CRS 시험에 의한 투수계수값은 낮은 유효응력하에서는 실측치와 다소차이를 나타내었으나, 유효응력이 증가할수록 직접 측정한 투수계수와 거의 동일한 값을 나타내었다.
- 10에 도시하였다. 네 가지 시료에 적용해 본 결과 loge - logk 관계가 선형성이 감소하는 경향으로 나타났다. 이 관계를 e-logk 관계에서 선형적으로 표현되지 않은 압축성이 큰 경우에 적용하는 식이므로, 본 실험 결과를 적용한 결과 오히려 대수관계에서 선형성이 감소하는 것으로 나타났다.
- 최대 10배 정도의 차이를 보였다. 또한, Log t 법에 의하여 도해적으로구한 압밀계수에 의해 간접적으로 구한 투수계수값이 더 큰 차이를 나타내고 있음을 알 수 있다. 이에 반해, CRS 시험에서 식(1)에 의하여 구한투수계수의 경우, 매우 근소한 차이를 나타내고있으며, 낮은 유효응력에서는 다소 차이를 나타내나.
- 장흥. 만경 시료의 경우 e-loga 관계가 적합하였으나, 해남시료에 대해서 간극비-비체적 관계만이가장 유효하였다.
- 2에 표시하였다. 약 1시간 동안 측정하였으며 그 결과 그림에서 보듯이 시간에 따른 유량이 선형관계를 나타내었다.
- 기울기를 의미한다. 위의 e—logk관계에서 직선으로 도시된 해남 및 진도 시료 등이 약간의 곡선의 모양을 띄었고, 이는 이 관계식이 변형이 큰 경우 곡률을 고려하기 위한 식이므로 오히려 e-log为에서 선형으로 나타나는 시료에 대해서는 약간 곡률을 가지게 되는 것으로 판단되었다.
- 네 가지 시료에 적용해 본 결과 loge - logk 관계가 선형성이 감소하는 경향으로 나타났다. 이 관계를 e-logk 관계에서 선형적으로 표현되지 않은 압축성이 큰 경우에 적용하는 식이므로, 본 실험 결과를 적용한 결과 오히려 대수관계에서 선형성이 감소하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 4. 시료에 따라 적합한 관계 모형을 적용해야 할 것으로 판단되며, 향후 보다 많은 시료에 대한 실험적인 자료가 충분히 축적되어 국내지반에 적합한 압밀구성관계의 정립이 필요하다
- 4 가지 시료 모두 주어진 하중 조건에서 간극비와 투수계수간에 대수관계가 나타났다 e- logk 관계에서 투수지수는 초기 간극비가 커짐에 따라증가하였으며. 초기간극비 e0간의 관계를 적용해본 결과, 대략 Ck=0.4e0의 값으로 나타났으며, 차후 연구가 더 필요할 것으로 판단된다(Fig. 8).
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