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준설토의 간극비 변화 관찰을 위한 물리탐사기법의 적용
Application of Geophysical Techniques for Observing the Void Ratio Changes of Dredged Soils 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.30 no.9, 2014년, pp.19 - 28  

홍영호 (고려대학교 건축사회환경공학부) ,  이종섭 (고려대학교 건축사회환경공학부) ,  이창호 (전남대학교 해양토목공학과)

초록
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해성점토를 활용한 준설매립공사에서는 준설토의 거동분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 침강압밀하는 준설토의 밀도와 간극비 변화를 관찰하기 위해 물리탐사기법을 적용하였다. 서해안에서 채취한 흙에 대한 기본물성시험을 실시하였고, 침강압밀시험기에 시료를 단계적으로 투기하여 시간에 따른 계면고와 탄성파의 변화를 관찰하였다. 흙의 침강압밀이 완료된 후 하방향의 투수시험을 실시하여 조간대의 영향이 준설토의 물리적 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 또한 초소형 전기저항탐침을 관입하여 깊이에 따른 시료의 전기비저항을 측정하였다. 모든 실험이 완료된 후, 시료를 채취하여 간극비를 계산하였다. 실험결과, ML 시료의 특성상 급격한 침강을 보여 침강압밀특성을 육안으로 관찰하기 어려웠으나, 단계투기가 계속될수록 탄성파의 속도는 증가하는 경향을 보였다. 하방향 투수에 따른 조간대 영향은 매우 적어 관찰할 수 없었다. 한편 탄성파 속도로 추정한 시료의 간극비는 단계투기에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 전기비저항으로부터 계산된 간극비는 깊이에 따라 반복적으로 증가, 감소하는 형태를 나타내었으며 이는 단계투기에 따라 층을 이루고 있는 시료의 영향으로 파악된다. 시료채취, 탄성파 속도, 그리고 전기비저항으로부터 구한 간극비를 비교한 결과, 서로 유사한 관계를 나타내었다. 본 연구는 물리탐사기법이 준설토의 간극비 관찰에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is necessary to understand the behavior of the soils for the dredging constructions. The objective of this study is to estimate void ratio and density changes of the dredged soils by using the geophysical testing methods. A series of laboratory tests is performed to obtain geotechnical index prop...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 다양한 비파괴탐사를 활용하여 준설토의 침하량과 체적변화를 예측, 모니터링하고 각각의 결과를 비교, 분석하여 그 타당성을 검증하고자 한다. 준설토에 대한 기본물성시험을 수행한 후, 준설토를 단계적으로 투기하여 시간에 따른 탄성파의 변화를 관찰하였다.
  • 본 연구에서는 서해안 지역에서 획득한 시료를 사용하여 일련의 침강압밀실험을 수행하여 계면고와 탄성파 속도 변화를 관찰하였다. 침강압밀을 완료한 시료에 대해 투수실험 및 전기저항 탐침 관입실험을 실시하였으며, 모든 실험이 완료된 후 시료채취를 통해 깊이에 따른 간극비를 산정하였다.

가설 설정

  • , 1978; Salem and Chilingarian, 1999). 본 논문에서는 a와 m을 각각 1과 1.5로 가정하였다. 측정된 간극수와 흙의 전기비저항을식 (5)에 대입하여 간극률을 산정하였으며, 간극률과 간 극비의 관계를 이용하여 간극비를 계산하였다.
  • 본 연구에서는 Yoon and Lee(2010)의 연구결과에 따라 Bg는 20×107kPa, Bsk는 7.778×107 kPa, Bf는 2.18×109 kPa로 가정하였다.
  • 는 압축파, 전단파 속도를 나타낸다. 위 식 (3)은 Biot(1956)의 선형 poroelasticity 이론을 토대로 유도 되었으며, 입자 사이에 존재하는 간극수의 소산 영향을 최소화하기 위하여 저주파수 영역으로 가정 하였다(Miura et al., 2001).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
준설토의 거동은 어떠한 설계공정 전반에 영향을 끼치는가? 준설토의 거동은 건설 부지 내 수토용량 적정성 평가 및 투기이후 지반개량, 구조물 축조 등 설계공정 전반에 영향을 끼치므로, 효율적인 준설매립공사를 위해서는 준설토의 정확한 거동예측이 이루어져야 한다. 현재까지 수행된 준설토 거동 예측 및 분석 연구는 이론적 접근과 실험적 접근으로 크게 구분할 수 있다: 1) 이론적 접근은 유효응력을 기초로 한 Terzaghi의 1차원 압 밀이론(Terzaghi and Peck, 1943)으로부터 발전되었다.
Terzaghi 1차원 압밀이론은 어떠한 가정을 기반으로 하는가? 현재까지 수행된 준설토 거동 예측 및 분석 연구는 이론적 접근과 실험적 접근으로 크게 구분할 수 있다: 1) 이론적 접근은 유효응력을 기초로 한 Terzaghi의 1차원 압 밀이론(Terzaghi and Peck, 1943)으로부터 발전되었다. Terzaghi 1차원 압밀이론은 압밀현상의 이론적 계산을 위해 압밀과정동안 투수계수의 불변동, 간극비와 유효 응력의 선형적 관계, 그리고 미소변형 등 몇 가지 가정을 기반으로 한다. 그러나 실제 준설토는 압밀이 진행됨에 따라 체적압축지수, 투수계수 및 압밀계수가 변화하여 비선형적인 압밀거동을 보인다(Gibson et al.
초기 매립상태의 준설토는 압밀이 진행됨에 따라 어떠한 거동을 보이는가? Terzaghi 1차원 압밀이론은 압밀현상의 이론적 계산을 위해 압밀과정동안 투수계수의 불변동, 간극비와 유효 응력의 선형적 관계, 그리고 미소변형 등 몇 가지 가정을 기반으로 한다. 그러나 실제 준설토는 압밀이 진행됨에 따라 체적압축지수, 투수계수 및 압밀계수가 변화하여 비선형적인 압밀거동을 보인다(Gibson et al., 1967).
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