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문제 정의
본 연구에서는 부산지역의 점성토지반에 대한 CPI; 를실시하였으며, 이와 비교 기준이 되는 비배수 전단 강도의 결정을 위하여 현장베인 전단시험을 실시하였다. 비 배수 전단 강도는 점성토의 고유한 특성치 가아니므로 시험 방법에 따라 다른 값을 가질 수 있으며, 그에 따라 피에조콘 계수 또한 변화할 수 있다.
본 현장은 그림 2와 같이 경기도 안산시 신길동, 대부 동일원으로 총면적 3, 170천평의 단지조성공사 현장으로, 전체 공구는 1~5공구로 구분되며, 이 중 본 현장인 5공구(647 천평) 는 연약지반상에 성토후단지조성을 목적으로한다.
제안 방법
Bayesian 통계에 人}용된 사전정보는 국내 외 제안된 콘계수값들을 채택하였으며, 그 값들 중상한 및 하한값들을 제외한 값들 중 정규분포특성을 보인 값들을 이용하여 사전정보로 채택하였다. 또한, 우도함수인 표본정보는 Monte Carlo Simulation Technique 결과 가장 낮은 표준편차를 보인 전체 통합한 자료를 적용하여 사전 확률 값을 보정하도록 하였다.
국내 서해안 지역 및 부산 서낙동강 지역에서 체계적인 현장시험 및 실내시험과 함께 수행한 CPIU 결과를 이용하여 국내지반에 적용된 피에조콘 계수를 경험적인 방법을 이용하여 다음과 같은 결론을 얻었다
비 배수 전단 강도는 점성토의 고유한 특성치 가아니므로 시험 방법에 따라 다른 값을 가질 수 있으며, 그에 따라 피에조콘 계수 또한 변화할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 비배수 전단 강도 측정방법에 따른 영향은 고려하지 않고 현징 베인 전단시험을 통하여 얻은 비배수 전단강도를 통하여 점성토의 특성에 따른 영항만을 고려하여 피에조콘 계수를 결정하였다.
따라서, 본고에서는국내 서해안지역 및 부산서 낙동강 지역에서 체계적인 현장시험 및 실내시험과 함께 수행한 cm 결과를 이용하여 국내지반에 적용된 피에조콘 계수를 산정 및 설계사례를 분석하였다
채택하였다. 또한, 우도함수인 표본정보는 Monte Carlo Simulation Technique 결과 가장 낮은 표준편차를 보인 전체 통합한 자료를 적용하여 사전 확률 값을 보정하도록 하였다. Bayesian 통계분석 결과 콘계수는 18.
본 현장의 점성토에 대한 피에조콘계수를 결정하기 위하여 피에조콘 관입시험을 시행하였고, 비배수 전 단강도를 측정하기 위하여 현장 베인 전단시험을 시행하였다
본 현장의 지반특성을 조사하기 위해 그림 3 및 표 1과같이 시추조사 56개소 피에 조콘시험 58회, 현장베인시험 8회 실내시험 (삼축압축 포함) 등을실시하였다
본 현장의 지반특성을 조사하기 위해 표 4와같이 구간별로 35회의 피에조콘시험, 62회의 현장베인시험 실내시험 등을 실시하였다
대상 데이터
본 현장은 그림 8과 같이 부산 서닉동강 주변 약 10km 구간이다. 본 현장의 점성토에 대한 피에조콘계수를 결정하기 위하여 피에조콘 관입시험을 시행하였고, 비배수 전 단강도를 측정하기 위하여 현장 베인 전단시험을 시행하였다
데이터처리
상기와 같이 여러가지 원인에 의한 영향성 및 오차 등을 보완하기 위하여 통계기법을 적용하여 각 시험별로 실시하였다 신뢰성 향상을 위한통계기법은 랜덤 샘플링 기법 (Random Sampling Technique)인 몬테카를로 시뮬레이션 기법(Monte Carlo Simulation TechrEque)을 적용하였으며, 정규분포곡선을 위하여 상관성이 크게 벗어난 데이터는 분석에서 배제시켜 실시하였다 통계분석은 각 시험별로 산정된 콘계수의 평균 및 표준편차를 가지고 2000개의 자료를 무작위로 추출하여 시험별로 산정하였다
이론/모형
표 3은 산정된 값의 신뢰성 향상을 위하여 국내외 제안된 콘계수값들을 사전정보로, 금회 시험자료들을 표본정보인 우도함수Bayesian) 기법을 적용하여 과업구간의 콘계수값을 산정하였다
성능/효과
1) 콘관입시험 결과만으로 비배수전단강도를 추정하고 자하는 경우 전체선단저항치(%)를 이용하고, NkT =15~20정도의 값을 적용한다. 단 정규압밀점토 및 과압밀점토의 경우 콘계수는 10이하, 굳은 점토의 경우 30정도까지 높아질 수 있다.
1) 피에조콘 관입시험을 이용하여 점성토층 사이에 존재하는 샌드심 (Sand Seam)층의 확인이 가능하였다.
2) 시화지 역에 분포하고 있는 점토층에 대한 피에조콘을 이용한 비배수전단강도 평가를 위한 피에조콘계수를 각종 시험 및 통계분석을 통해 산정 결과 Ng =19로 분석되었다
3) 부산 점성토 지반의 비배수 전단강도 산정을 위한 피에조콘 계수는 竭= 10.9(土 L0), Nqu = 6.6 (±0.9), N血 = 7.1(±0.9)로 나타났다 여기서, 괄호속 수치는 신뢰구간 80%를나타낸다.
4) 국내외 지역별 제안값 및 산정된 콘계수값들을 비교해 볼때 오차의 범위가크게 나타나는 것을 알 수 있었으며, 그 원인은 기준비배수강도시험의 신뢰성, 지반 이력, 퇴적환경 등의 여러가지 요인들로사료된다.
Random Sampling Technique을 이용한 콘계수를 산정한 결과콘계수는 국내 서해안 지역 에서 산정된 콘계수값들과 비교하여 비교적 높은 쪽으로 산정되었다.
각 시험별 상관성 분석결과 콘계수(N* 삼 축 압축시험의 경우 20.27, DilatometerTestS] 경우 241, 베인 시험의 경우 17.54로 각각산정되었으며, Dlatometer Test의 상관성이 82%로 가장 높게 나타났으나, 전체적으로 상관성이 낮게 나타났다 이 현상은 각 시험에 따른 오차 시료채취시 발생되는 교란 및 심도 별 분포하고 있는 샌드 심(SandSeam) 등의 영향으로사료된다.
그림 4는 시추 조사 결과와 피에조콘 관입시험 결과를 심도별로 나타내고 있다. 시추조사 결과 GL-5.2m~14.0m 구간은 연약점토 (CD로 구성되어 있으나, 피에조콘 관입시험 결과시추 조사에서 확인하지 못한 해성점토층 중간부에 콘관입 저항치가 상승하고 부의 간극수압이 작용하는 사질층이 분포하고 있음을 알 수 있다
콘계수 산정을 위해서 비배수 전단강도 시험인 베인 시험, Dilatometer Test, 비압밀 비배수 삼축압축시험을 실시하였다 그림 6에서 보는 바와 같이 각 시험에서의 비 배수 전단강도는 심도별 증가하는 양상을 보이며, 삼축 압축시험의 경우 심도별 전단강도 분포의 싱관성은 59.1%, Di厨ometer Test는 54.7%, 베인시험은 52.8%의 상관성을 나타내고 있다.
통계분석 결과 콘 계수 呪 r)는 삼축압축시험의 경우 18.97, 베인 시험의 경우 17.71, Di监tometerTest의 경우 24.95로 산정되었으며, 각각의 비배수강도 시험결과를 통합 분석한 결과는 20.79와 표준편차가 5.477로 가장작은 편차를 보였다.
후속연구
2) 지반조사 규모가 커서 다른 현장 또는 실내시험이 병행될 예정이라면 그 지반에 맞는 특정한 경험식을 수립하고 이용한다.
5) 정확한 콘계수 산정을 위해서는 기준이 되는 비 배수 전단 강도의 신뢰성 향상 및 지역적 특성 등을 고려하여 적용하여야할 것으로 판단된다.
그 공학적 특성이 유사하게 나타난다. 따라서, 피에조콘 계수도 지역별로 다르게 나타날 수 있으며, 본 시험 구간이 부산지역 전체의 지반을 대표한다고 하기에는 무리가 있을 수 있지만향후 개략적인 부산지역 점성토의 피에조콘계수의 활용적 측면에서 의미를 가질 것으로 판단된다.
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