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문제 정의
- 따라서 본 연구는 남해안 신항만 건설지역에서 실시한 실내.외시험 결과에 대해 상호 비교 평가하므로서, 피조콘 시험을 통한 정량적 응력이력 예측방법을 추정하고자 한다. 이를 위해 기 제안된 추정방법중 경험적 방법인 Chen 과 Mayne(1996) 등외에 Mayne과 Holtz(1988), Mayne과 Bachus(1988), 그리고 Chang(1991), Schmertmann( 1978) 의 방법을 사용하였으며, 이론적 방법은 Konrad와 Law (1987)의 방법을 사용하였다.
제안 방법
- 6으로서 Konrad와 Law(1987)의 유효 항복응력 °『 (虹 侦勅 과 비교 하면 다소 작은 것으로 나타났으나 가정조건이 많아 지반조건에 따라 결과값 차가 클 수 있으므로 적용시 주의를 요한다. 그리고 산정된 이론적 결과값과 실내시험 결과를 비교평가 하므로서 신뢰성을 파악하였다. 분 석결과 Konrad와 Law(1987) 그리고 Brown과 Mayne(1993)의 이론적 추정 결과값은 실내시험 값과 유사(그림 4(a), 그림 4(b))한 것으로 나타나 대체로 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.
- 해성 점토지반의 응력이력에 대해 표준압밀 시험과 피조콘 시험 추정방법을 비교 평가하므로서 원위치상 에서의 응력이력을 국내실정에 적합한 경험식으로 나 타내기 위해 남해안 신항만 건설공사 현장에서 실시한 시험 결과를 비교 분석하였다. 기존 연구자들이 제안한 다양한 경험식에 대해 국내 적용성을 검토하였으며, 조 사 지역에 대한 최적식을 제안하였다.
- 해성 점토지반의 응력이력에 대해 표준압밀 시험과 피조콘 시험 추정방법을 비교 평가하므로서 원위치상 에서의 응력이력을 국내실정에 적합한 경험식으로 나 타내기 위해 남해안 신항만 건설공사 현장에서 실시한 시험 결과를 비교 분석하였다. 기존 연구자들이 제안한 다양한 경험식에 대해 국내 적용성을 검토하였으며, 조 사 지역에 대한 최적식을 제안하였다. 연구 수행한 결과는 다음과 같다.
- (2) 과압밀비도 선행압밀하중과 같이 다양한 방법으로 비교 분석하였다. 그 결과 대체적으로 신뢰성이 낮은 것으로 나타났으나 단지 Chen과 Mayne(1996)의 경험식중 간극수압을 이용한 방법은 양호한 것으로 나타나 적용성이 가장 높은 것으로 나타났으며, Mayne과 Holtz(1988) 방법과 Mayne과 Bachus(1988) 방법은 과압밀비가 1.
대상 데이터
- 따라서 본 연구는 남해안 신항만 건설지역에서 실시한 실내.외시험 결과에 대해 상호 비교 평가하므로서, 피조콘 시험을 통한 정량적 응력이력 예측방법을 추정하고자 한다.
- 본 연구를 위해 실시된 조사지역은 남해안 해상지역 으로서, 현장조사는 전기식 피조콘과 Vane 시험 그리고 시추조사와 병행된 표준관입시험이 실시되었으며, 실내 시험은 압밀시험외에 제반 물리, 역학시험이 실시되었다. 그리고 실시된 시험 및 조사수량은 표 1과 같다.
이론/모형
- 외시험 결과에 대해 상호 비교 평가하므로서, 피조콘 시험을 통한 정량적 응력이력 예측방법을 추정하고자 한다. 이를 위해 기 제안된 추정방법중 경험적 방법인 Chen 과 Mayne(1996) 등외에 Mayne과 Holtz(1988), Mayne과 Bachus(1988), 그리고 Chang(1991), Schmertmann( 1978) 의 방법을 사용하였으며, 이론적 방법은 Konrad와 Law (1987)의 방법을 사용하였다.
- 선단저항값(C-做)을 직접 선행압밀하중으로 산정 하는 방법은 Tavenas와 Leroueil(1979) 등이 제안한 경험 적 분석법인 식 (1)을 활용할 수 있으며, 이를 본 연구대상 지역에서 실시된 시험값으로 환산하면 그림 1과 같다. 그림 1로부터 회귀분석을 통해 구한 선행압밀하중은 식 (12)이다.
성능/효과
- 본 연구지역에서 실시된 시험 및 조사 결과에 대해 역학적 특성치와 물리적 특성을 보면 해성점토는 지질 시대상 빙하기 이후에 생성된 현생 해성퇴적층으로 대부분 Illite가 주성분인 점토로 구성되어있다. 토질은 흙 분류상 CL~CH에 속하며, 소성지수는 33~55% 내외 이다.
- 상기 정량적 회귀분석을 사용해 비교 분석한 결과 간 극수압에 의한 Chen과 Mayne( 1996)방법과 Konrad와 Law(1987)의 이론적 방법외의 방법들은 기 제안된 추정값에 비해 그 결과값의 편차가 커서 부분적으로 신뢰성 의 한계가 있어 보이는바 적용성이 낮을것으로 예상된다. 따라서 회귀분석법과는 별도로 심도별로 시험값과 예측값을 동시에 plotting 한 결과 그림 5와 같이 대분분 의 추정방법이 그 특성상 큰 차가 없는 것으로 나타나 적용성이 높은 것으로 예상되었다. 특히 간극수압을 이용한 추정방법은 상관계수가 기존 추정값과 비교해도 타 당한 것으로 나타나 적용성이 뛰어난 것으로 밝혀졌다.
- 따라서 회귀분석법과는 별도로 심도별로 시험값과 예측값을 동시에 plotting 한 결과 그림 5와 같이 대분분 의 추정방법이 그 특성상 큰 차가 없는 것으로 나타나 적용성이 높은 것으로 예상되었다. 특히 간극수압을 이용한 추정방법은 상관계수가 기존 추정값과 비교해도 타 당한 것으로 나타나 적용성이 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 이같은 결과는 본 현장 대상 지반조건이 해성 점토지 반으로서 해저 부근(G.
- 원위치시험으로부터 과압밀비를 신속히 구하는 방법을 찾기위해 표준압밀시험과 피조콘 시험결과를 경험 적 방법을 사용하여 회귀 분석한 결과는 그림 6~그림 9와 같다. 분석 결과에 따르면 Mayne과 Holtz(1988), Mayne과 Bachus(1988)의 방법은 대체로 과압밀비가 1.0이하인 값에서 수렴도가 높은 것으로 나타났고 그 절대값은 실내시험값에 비해 작은 것으로 나타났으며, 이에 비해 Chang(1991)과 Schmertmann( 1978) 등의 방법은 과압밀비가 1.0이상인 지반에서 분포도가 높은 것으로 나타났으며, 대체로 절대값은 실내시험값에 비해 큰 것으로 나타났다.
- 그리고 동일한 방법으로 심도별 응력이력을 나타낸 결과는 그림 5 와 같이 Chen과 Mayne(1996)의 방법이 실내시험값과 유사한 것으로 나타나므로 그 적용성이 높은 것으로 나 타났으며 이 중 과잉간극수압을 이용한 방법이 실내 표 준압밀 시험결과와 가장 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 심도별 응력이력은 지반특성에 따라 적절히 제안방법을 선별하여 적용하는 것이 타당한 것으로 판단되었다.
- (2) 과압밀비도 선행압밀하중과 같이 다양한 방법으로 비교 분석하였다. 그 결과 대체적으로 신뢰성이 낮은 것으로 나타났으나 단지 Chen과 Mayne(1996)의 경험식중 간극수압을 이용한 방법은 양호한 것으로 나타나 적용성이 가장 높은 것으로 나타났으며, Mayne과 Holtz(1988) 방법과 Mayne과 Bachus(1988) 방법은 과압밀비가 1.0 이하의 지반에서, Chang( 1991) 방법과 Schmertmann(1978)2] 방법은 1.0 이상의 지 반에서 각각 적정한 것으로 판단되었다.
- (3) 국내 해성 점토지반에 적합한 응력이력을 예측한 결과 식 (13)을 활용한 응력이력이 가장 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 그러나 본 연구결과는 남해안 해 상지역을 대상으로 국한하여 실시한 연구결과이므 로 다른지역에서 사용할 경우는 재검토하여 사용해 야할 것으로 판단된다.
- (4) 본 연구결과의 응력이력 예측값이 기존 연구결과와 비교하여 대체로 적용성이 떨어지며, 특징적으로 과 잉간극수압을 활용한 예측만 유사한 경향을 보이는 것은 연구대상 지반특성차로 인해 발생된 것으로 예 측된다. 즉 본 현장은 초연약지반으로 콘 관입 측정 값이 과잉간극수압에 의해 크게 지배받기 때문인 것으로 판단된다.
후속연구
- 23과 비교해도 다소 작은 것으로 나타났다. 따라서 지역과 지반조건에 따라 결과값이 달라 지므로 신중히 검토하여 사용해야 할 것으로 판단되었다.
- L-10m)에서는 다소 과압밀되었 다해도 강도정수가 대단히 작으며, 하부지반은 대부분 정규압밀이거나 압밀진행중인 지반으로서 간극비가 커 서 콘관입시 선단저항의 대부분이 간극수압에 의해서 크게 지 배를 받기 때문인 것으로 예상된다. 따라서 상기 결과를 본 현장의 지반조건과 유사한 현장 조사과업에 적용해도 무리가 없을 것으로 예측된다.
- 그림11에 따르면 신뢰성은 비록 낮은 것으로 나타났으나 상 관성은 있는 것으로 나타났다. 이를 정량적인 값으로 기존 연구 결과 0.45 ~5.0(0。以)와 비교하면 본 연구결과로 나타난 기울기 4.6과 비교할 경우 다소 크게 나타 나므로 선별하여 적용해야 할것으로 판단된다. 그리고 본 추정결과는 Powell등 (1988), Larsson과 Mulabdic (1991) 등의 결과와 다른 경향을 보이므로 현장 적용시 지반조건에 부합되게 적절히 사용해야한다.
- (3) 국내 해성 점토지반에 적합한 응력이력을 예측한 결과 식 (13)을 활용한 응력이력이 가장 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 그러나 본 연구결과는 남해안 해 상지역을 대상으로 국한하여 실시한 연구결과이므 로 다른지역에서 사용할 경우는 재검토하여 사용해 야할 것으로 판단된다.
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