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- 배수 상태의 creepe Deviatoric과 Volumematric한 요소를 가지며 일정한 유효응력하에서 발생하는 것으로가정되어진다. 이때 2차 압밀은 Ko 상태의 일차원 1차압밀을 잇는 배수상태의 creep으로 정의 할 수 있다.
- 이때 2차 압밀은 Ko 상태의 일차원 1차압밀을 잇는 배수상태의 creep으로 정의 할 수 있다. 한편, 비배수상태의 creepe 일정한 체적과 전응력하에서발생하는 것으로 가정되며 전단변형과 유효응력변화의 원인이 된다.
제안 방법
- CRS시험은 표준압밀시험과는 시험과정 및 경계조건이 다르므로 기존의 Terzaghi의 해석방법을 대신할 수있는 새로운 압밀이론을 필요로 하게 되었다. Smith와 WaMs(1969)은 유효수직응력(W)과 수직변형률( 我)의관계를 직선적으로 가정하여 평균유효응력(。負과 압밀계수((爲), 투수계수( 知)와의 관계를 규정하는 관계식을발표하였다.
- Smith와 WaMs(1969)은 유효수직응력(W)과 수직변형률( 我)의관계를 직선적으로 가정하여 평균유효응력(。負과 압밀계수((爲), 투수계수( 知)와의 관계를 규정하는 관계식을발표하였다. 이후 Wissa 등(1971)은 妇/dlog。。'이 일정하다는 가정하에 평균유효응력(<*)과 압밀계수( C), 투수계수( 知)의 관계가 비선형이라는데 기초를 둔 새로운 관계식을 제안하였다. 즉, 응력분포 상태가 일정하고무차원 시간계수( T)가 일정하다는 정상 침투류 상태와, 빠른 하중변형에 의해 하중초기 발생하는 비정상류침투상태를 고려한 식이다.
- 직선적으로 가정하여 평균유효응력(。負과 압밀계수((爲), 투수계수( 知)와의 관계를 규정하는 관계식을발표하였다. 이후 Wissa 등(1971)은 妇/dlog。。'이 일정하다는 가정하에 평균유효응력(<*)과 압밀계수( C), 투수계수( 知)의 관계가 비선형이라는데 기초를 둔 새로운 관계식을 제안하였다.
- 2 kg/cm2S. 가흐卜였고, 각 압밀하중에 대하여 1차 압밀 종료 시 점으로부터 압밀지 연시간을 1, 10, 100, 100아M.로 유지시켜 총 12개 시료에 대하여 미리 결정된 변형률을 컴퓨터에 입력한 후 일정변형률이 가해지도록 압밀을 실시하였다.
- 그림 6은 CRS 0.8-1의 e-log为곡선을 도시한 것으로 응력 범위에 대한 e-log&관계를 알아 보기위해 e-logp 곡선을 추가적으로 삽입하였으며, 삽입한 e-log 0 곡선으로 부터 과압밀영역, 전이영역, 정규압밀영역을 구분하여 해당영역 의 간극비를 확인하여 e-log £곡선을 분석하였다. 응력 전구간에 대해서 e-log為곡선은 비선형적 관계를 나타내고 있으나 정규압밀영역의 곡선은 선형적인 관계로 간주하여도 큰 오차는 발생하지 않을 것으로판단되며, Tavenas의 정규압밀 세립토에서 e—lo譯는선형적 인 관계를 나타낸다는 것을 시험으로 확인할 01%/min로 예비시험을 실시한 결과 변형률 속도가 너무 느려 간극수압이 발생하지 않았다. 따라서 본시험에 사용된 변형률 속도는 김영수 등(2000a)의 연구에서 얻어진 결과를 토대로 과잉간극수압이 발생하면서도 가해진 총 수직응력의 30%를 초과하지 않은 0.1%/min의 변형률 속도를 이용하여 시험을 실시하였다.
- 가흐卜였고, 각 압밀하중에 대하여 1차 압밀 종료 시 점으로부터 압밀지 연시간을 1, 10, 100, 100아M.로 유지시켜 총 12개 시료에 대하여 미리 결정된 변형률을 컴퓨터에 입력한 후 일정변형률이 가해지도록 압밀을 실시하였다. 표 2는 본 연구의 전체 시험개요를 보여주고 있으며 시험결과 분석의 편이를 위해 표 2에서와 같이 시험명을 명명하여 사용하였다.
- 본 논문에서는 CRS 압밀시험의 결과를 이용하여 간접적인 방법으로 투수계수를 산정하였고, 산정 결과를 여러 경험식을 이용하여 비교분석하였다.
- 본 연구에서는 포항 장성동의 이암풍화토를 대상으로 1차 압밀 종료시점을 기준으로 압밀지연시간을 1, 10, 100, lOOOha■의 4가지 시료에 CRS시험을 실시하여 점토의 creep 현상으로 인한 aging 효과를 분석하였다.
- 표 2는 본 연구의 전체 시험개요를 보여주고 있으며 시험결과 분석의 편이를 위해 표 2에서와 같이 시험명을 명명하여 사용하였다. 시험 중하 중과 변위는 각각 로드셀과 변위측정계를 이용하여 측정하고 간극수압은 로우셀 하부에 간극수압계를 설치하여 컴퓨터에 자동 입력되도록 하였다.
- 압축지 연시간에 대한 선행압밀하중 변화를 확인하기위하여 CRS 압밀시험으로부터 선행 압밀하중을 산정해보았다. 산정 방법에는 여러 가지가 있으나 그 중 대표적인 것이 Casagrande 방법이다.
대상 데이터
- 본 시험에 사용된 장치는 미국 GEO'COMP사에서 제작한 제품으로 CRS 압밀시험, 표준압밀시험, 일정 동수 경사 압밀시험(controlled gradient test) 및 일정하중률압밀시험(constant rate of loading test) 등을 수행할 수 있는 다기능 시험기이다. 세부 시험장치로는 20001b 용량의 로드셀(load cell), 간극수압계, 직류 모터, LVDT (최대 5cm) 및 컴퓨터 제어장치로 구성되어 있으며, 사용된 압밀장치는 직경 15cm의 로우셀(Rowe cell)를 사용하였다.
- 이러한 미고결된 이암은 공기 및 물에 접촉시 급격한 풍화를 일으키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에 사용된 시료는 포항 장성동 현장에서 채취한 것으로 채취 당시 이암풍화토는비교적 신선한 상태로 존재하고 있었으며 압밀 특성을 파악하기 위하여 현장 불교란시료를 채취하여 시험할 경우 지반의 불균질성과 이방성 등으로 거동특성의 상호비교에서 기준을 삼기가 어렵게 되므로 본 연구에서는 시료를 표토에서부터 대략 50cm 정도의 심도에서 교란된 상태로 채취하여 시험결과에 영향을 미칠 정도의 큰 자갈이나 조개껍데기 등의 불순물을 제거하였다. 그리고 시험에 사용할 시료를 준비함에 있어서 습윤상태의 흙을 #40번 체로 체가름한 후 증류수를 섞 어 토조내에서 인공풍화시켰다.
- 그리고 시험에 사용할 시료를 준비함에 있어서 습윤상태의 흙을 #40번 체로 체가름한 후 증류수를 섞 어 토조내에서 인공풍화시켰다. 사용된 시료의 주성분은 석영 장석, 백운모, 흑운모 그리고 점토 광물로 구성되어 있으며, 이 외에 조암광물을 포함하기도 한다. 이암풍화토의풀성치는 표 1에 나타내었다.
- 다기능 시험기이다. 세부 시험장치로는 20001b 용량의 로드셀(load cell), 간극수압계, 직류 모터, LVDT (최대 5cm) 및 컴퓨터 제어장치로 구성되어 있으며, 사용된 압밀장치는 직경 15cm의 로우셀(Rowe cell)를 사용하였다. 시험준비 완료 후의 모습은 그림 2와 같다.
성능/효과
- (1) CRS 시험결과 압밀지연시간의 경과에 비례하여 간극비는 점차 감소하였으며, 선행압밀하중의 크기는 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 일정한 유효응력 하에서 시간이 경과함에 따라 지속적인 압축으로 인한 aging 효과에 의한 것이다
- (2) 압밀지연시간에 대한 압밀하중과 선행압밀하중비 (如/%)의 관계로부터 압밀하중과 압밀지연시간에 따른 유사선행압밀하중을 예측할 수 있었다.
- (3) 압밀계수의 특성은 선행압밀하중까지는 급격히 감소하고, 선행압밀하중의 약 2배 지점까지는 비교적 완만하게 감소하며 그리고 2배 이상인 구간에서는 0.0005 ~ 0.003cm2/sec 값으로 수렴하는 것으로 나타났다. 초기 압밀계수는 압밀지연시간이 길어질수록 그리고 압밀하중이 증가할수록 높은 값을 나타내는데 이는 압밀지 연시간에 의한 지연압축으로 인해 CRS 압밀시험시 초기압밀도가 달라지기 때문인것으로 생각된다.
- (4) 전체 응력구간에 대해서 e—log为 곡선은 비선형적관계를 나타내고 있으나, 정규압밀영역에서는 선형적인 관계로 볼 수 있다. 간극비와 투수계수의 관계에서 Samarasinghe 제안식에 의한 시험치와 Kozeny-Cannan의 경험식을 비교하여보면, °>1일때는 시험에 의한 为값보다 Kozeny-Cannan의 경험식에 의한 为값이 과대하게 나타났고, 에서는 과소로 평가되었다.
- 간극비와 투수계수의 관계에서 Samarasinghe 제안식에 의한 시험치와 Kozeny-Cannan의 경험식을 비교하여보면, °>1일때는 시험에 의한 为값보다 Kozeny-Cannan의 경험식에 의한 为값이 과대하게 나타났고, 에서는 과소로 평가되었다. 또한 투수계수와 간극비의 관계에서 압밀지연시간에 의한 지연압축에 따른 간극비의 감소로 간극비의 범위가 좁아지는 aging 효과가 나타남을 볼 수 있었다.
- 8-1의 e-log为곡선을 도시한 것으로 응력 범위에 대한 e-log&관계를 알아 보기위해 e-logp 곡선을 추가적으로 삽입하였으며, 삽입한 e-log 0 곡선으로 부터 과압밀영역, 전이영역, 정규압밀영역을 구분하여 해당영역 의 간극비를 확인하여 e-log £곡선을 분석하였다. 응력 전구간에 대해서 e-log為곡선은 비선형적 관계를 나타내고 있으나 정규압밀영역의 곡선은 선형적인 관계로 간주하여도 큰 오차는 발생하지 않을 것으로판단되며, Tavenas의 정규압밀 세립토에서 e—lo譯는선형적 인 관계를 나타낸다는 것을 시험으로 확인할 수 있었다.
- 표 4에서 Samarasinghe 제안식의 선형 적 인 관계를 나타내기 위한 G값은 1.412E-6~2.137E-6cm/sec, 铃값은 5.36~7.81 의 범위로 나타났으며, 압축지연시간에 따른 耸값의 변화를 보면 CRS 0.8의 시험에서는 압축지연시간이 증가함에 따라 〃값이 점점 증가하였으나 CRS 1.6, 3.2의 경우에서는 불규칙적으로 나타나 압축지 연시간 증가에 따른 n값의 변화는 일정한 관계를 나타내지않았다.
후속연구
- 본 연구는 포항 장성동에서 채취된 이암풍화토를 이용하여 aging effect 고려한 일련의 CRS 압밀시험을 통해 압밀특성을 분석함으로써 다음과 같은 결론을 얻 었으며, 본 연구에서 얻어진 결과는 포항 이암풍화토에 대한 것으로 다른 점성토의 적용성에 대해서는 추가적인연구가 필요할 것으로 사료된다.
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