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[국내논문] 경량 동적콘관입시험기를 이용한 화강풍화토의 다짐도에 따른 역학특성
A Mechanical Properties According to the Compaction Degree on Weathered Granite Soil Using Lightweight Dynamic Cone Penetrometer 원문보기

한국토목섬유학회 논문집 = Journal of the Korean Geosynthetics Society, v.13 no.3, 2014년, pp.21 - 30  

김연일 (Department of Rural & Boisystems Engineering, Chonnam National University) ,  김진영 (Department of Rural & Boisystems Engineering, Chonnam National University) ,  심재록 (Department of Rural & Boisystems Engineering, Chonnam National University) ,  최진 (Department of Rural & Boisystems Engineering, Chonnam National University) ,  강권수 (Department of Civil Engineering, Seonam University) ,  백원진 (Department of Rural & Boisystems Engineering, Chonnam National University) ,  이강일 (Department of Civil Engineering, Dae-Jin University)

초록
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본 연구에서는 남원 사면현장에서 채취된 화강풍화토를 이용하여 경량 동적콘관입시험기의 국내 사면현장에서 적용성을 조사하였다. 그리고 다짐도와 함수비 변화에 따른 경량 동적콘관입시험을 수행하고, 다짐도, 간극비, 포화도와 콘관입 저항치와의 상관성을 분석하였다. 그 결과로 최적함수비의 건조측에서 함수비 증가와 더불어 관입저항치가 급격히 증가하고 습윤측에서 크게 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 물리적 특성과의 상관관계에서 다짐도 및 포화도가 클수록 콘 저항치가 선형적으로 증가하는 것을 확인하였다. 이로 인해 역학특성 변화에 따른 함수비, 간극비, 포화도와 콘관입저항치 사이에 높은 상관성을 보여 사면조사시 경량 동적콘관입시험기의 현장적용이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the applicability of the lightweight dynamic cone penetrometer in the domestic slope site was investigated using the weathered granite soil sampled form the Namwon slope site. And then, the lightweight dynamic cone penetration tests according to the change in the degree of compaction ...

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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 국내 화강풍화토와 유사한 풍화 특성을 보이는 일본의 산지사면에서 그 적용성(Atapaththu et. al., 2007)이 증가하고 있고, 국내에서 경량 동적콘관입시험기(PANDA)와 사운딩시험(표준관입시험, 피에조콘관입시험, 베인시험)과의 비교결과 상관성이 높은 중량 약 10kg의 경량 동적콘관입시험기의 국내 현장적용 가능성을 알아보고자 하였다. 이를 위해 전라북도 남원의 화강풍화토사면에서 채취한 화강풍화토를 이용하여 실내다짐시험을 통해 최대건조밀도를 구하고 다짐도에 따른 강도정수 변화특성, 함수비 변화에 따른 강도정수 변화특성을 연구하였다.
  • 본 연구에서는 경량 동적콘관입시험기(PANDA)를 이용하여 다짐도 및 함수비 변화에 따른 화강풍화토의 물리, 역학특성 변화에 대해 알아보기 위해 실내모형실험을 수행하고 콘관입시험기의 적용성에 대해 검증하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
화강풍화토란 무엇인가? 이 화강풍화토는 모암인 화강암질계 암석이 원지반에서 직·간접적으로 대기나 물의 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화작용을 통해 원지반에 잔적된 흙으로서 대부분 석영, 장석, 운모 등의 1차 광물과 기타의 2차 광물로 구성되어 있으나 모암의 분포지역, 채취장소, 심도 및 풍화정도에 따라 각 광물의 성분량이 다르게 된다. 이러한 화강풍화토의 물리적 성질로서 가장 큰 특징 중의 하나는 물에 접촉하면 안정성이 저하되어 함수비가 많아짐에 따라 전단강도가 급격히 저하되고 압축성이 증가하는 경향을 보이는 것이다.
화강토지반현장에서 표준관입시험의 한계점은 무엇인가? 또한 국내에서는 지금까지 화강토를 대부분 성토재료로서 사용해 왔기 때문에 교란 시료의 특성에 대해서는 어느 정도의 연구가 진행되어 왔으나, 화강토를 구조물의 기초지반으로 이용하거나 절토사면의 안정성과 관련지어 평가할 경우의 불교란 상태의 전단강도정수가 요구되는데 현행에서는 통상 화강토지반현장에서 표준관입시험(SPT)의 N치에 의존하는 것이 보편화되어 있다. 그러나 이와 같은 표준관입시험방법의 경우 장비가 대형이며 또한 산지의 경사면 진입의 어려움 등으로 실제적인 지반조사는 장대사면에 대해서 1개소만 이루어지는 현실이다. 또한 개략적인 현장조사를 위해 탄성파 탐사, 전기비저항 탐사 등 현장조사기법이 적용되고 있으나 이 방법들 또한 사면안정해석에 사용되는 강도정수 값으로의 환산에 고도의 전문기술이 요구되는 등 간편한 현장조사 방법에 대한 요구가 증가되고 있는 실정이다.
화강풍화토의 광물 성분량 차이가 나타나게 되는 요소는 무엇인가? 이 화강풍화토는 모암인 화강암질계 암석이 원지반에서 직·간접적으로 대기나 물의 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화작용을 통해 원지반에 잔적된 흙으로서 대부분 석영, 장석, 운모 등의 1차 광물과 기타의 2차 광물로 구성되어 있으나 모암의 분포지역, 채취장소, 심도 및 풍화정도에 따라 각 광물의 성분량이 다르게 된다. 이러한 화강풍화토의 물리적 성질로서 가장 큰 특징 중의 하나는 물에 접촉하면 안정성이 저하되어 함수비가 많아짐에 따라 전단강도가 급격히 저하되고 압축성이 증가하는 경향을 보이는 것이다.
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참고문헌 (10)

  1. Park, B. K., (1973), A study on the physical properties of weathered granite soils in Kwangju District, Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol.21, No.4, pp.37-50. 

  2. Park, B. K., (1974), A study on compaction and permeability characteristics of weathered granite soils in Kwangju District, Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol.22, No.2, pp.83-96. 

  3. Athapaththu, A.M.R.G., Tsuchida, T., Suga, K. and Kano, S., (2007), A light weight dynamic cone penetrometer for evaluation of natural masado slopes, Journal of Japanese Society of Civil Engineers, Vol.63, No.2, pp.403-416. 

  4. Cassan, M., (1988), Les Essais in Situ en Mechanique des Sols. Realisation et Interpretation, Vol 1, pp.146-151. 

  5. Fukuda, M. and Nakazawa, J., (1975), Subsidence of Embankment due to Submergence and its Estimation -with Special Reference to Weathering Sandy Soil like Decomposed Granite Soil-, JSSMFE, Vol.17, pp.35-57. 

  6. Kim, J. H., (2000), A study of shear parameters and weathering degree of decomposed of granite soils on cutting plane using small dynamic penetration tests, Graduate school of Chonnam national university. 

  7. Langton D.D., (1999), The Panda lightweight penetrometer for soil investigation and monitoring material compaction, Ground Engineering, Vol.32, Issue.9, pp.33-37. 

  8. Lee, K. C., (1998), Geotechnical characteristics of decomposed granite soils related to the degree of weathering, Graduate school of Chonnam national university. 

  9. Nishida, H. and Aoyama, C., (1981), "Shear strength of undisturbed and unsaturated specimens of decomposed granite soil", Soil mechanics and foundation engineering, Journal of Japanese Geotechnical Society (in Japanese). 

  10. Nishida, H., (1986), Properties of mechanical of decomposed granite soil, Printed by Kagoshima company. 

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