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논문 상세정보

사질토의 전단 하중 재하 시 다축 벤더엘리먼트 시험으로 구한 이방적 전단탄성계수

Anisotropic Elastic Shear Moduli of Sands Measured by Multi-directional Bender Element Tests in Stress Probe Experiments

초록

흙은 변형률에 따라 강성이 감소하는 비선형적 변형 특성을 가지지만, 매우 작은 변형률 영역($<10^{-3}%$)에서는 선형탄성적 특성을 갖는다고 알려져 있다. 본 연구에서는 응력 경로 시험 중 실시한 다축 벤더엘리먼트 시험을 통해 다양한 응력 상태에서 사질토의 이방적 전단탄성계수를 측정하고, 그 변화를 분석하고자 하였다. 응력 경로 시험에서는 내부 변형률 측정 장치 및 3 방향의 벤더 엘리먼트가 부착된 삼축 시험기를 이용하였다. 전단 중 응력비가 -0.5~1.5의 범위를 벗어나게 되면 축 방향 전단탄성계수는 응력과의 경험적 상관관계와 차이가 발생하였고, 이로부터 시료의 항복이 전단파 전달 구조를 변화시킴을 알 수 있었다. 수평방향 전단탄성계수의 변화는 전단 중 체적 상태의 변화와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

Abstract

The stress-strain behavior of soils can usually be regarded as non-linear, while it is also known that the soil exhibits the linear-elastic behavior at pre-failure state (very small strain range, $<10^{-3}%$). This study aims to analyze the variation of anisotropic elastic shear moduli of granular soils in various stress conditions. The stress probe experiments with the triaxial testing device equipped with local strain gages and multi-directional bender elements were conducted. When the stress ratio exceeds the range between -0.5 and 1.5, the elastic shear stiffness in the axial direction deviates from the empirical correlation with current stresses, which indicates that the yielding of soils alters the internal pathway through which the elastic shear wave propagates. The experimental results show that the variation of elastic shear moduli in the horizontal direction closely relates to the volume change of soils.

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