현재 제안되고 있는 압밀과 관련된 상관식들은 분석대상 지역이 국외나 국내의 특정지역에 국한되거나 자료의 숫자를 늘리기 위해 여러 지역의 실험자료를 통합함으로써 적용에 무리가 따르는 경우가 많다. 또한 취득된 자료의 명확한 통계적 평가없이 모형이 개발되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 시험자료의 불확실성을 최대한 줄이기 위해 서해안의 연약지대를 한강과 금강, 영산강으로 대분하고 물리적 특성치와 역학적 특성치에 대하여 정규성 검증과 회귀분석을 수행하였다. 분석결과 압축지수와 수정압축지수의 직선성이 강하며, 모든 지역에서 수정압축지수와 초기간극비가 가장 상관성이 양호하고 다음으로 전체단위중량, 함수비, 액성한계 순으로 나타났다. 또한 깊이에 따른 과압밀비는 모든 지역에서 깊이가 5~6m 이하의 경우 과압밀비의 폭이 크게 나타나며, 5m~6m 이상일 경우 일정한 값을 가지는 패턴을 보였다.
현재 제안되고 있는 압밀과 관련된 상관식들은 분석대상 지역이 국외나 국내의 특정지역에 국한되거나 자료의 숫자를 늘리기 위해 여러 지역의 실험자료를 통합함으로써 적용에 무리가 따르는 경우가 많다. 또한 취득된 자료의 명확한 통계적 평가없이 모형이 개발되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 시험자료의 불확실성을 최대한 줄이기 위해 서해안의 연약지대를 한강과 금강, 영산강으로 대분하고 물리적 특성치와 역학적 특성치에 대하여 정규성 검증과 회귀분석을 수행하였다. 분석결과 압축지수와 수정압축지수의 직선성이 강하며, 모든 지역에서 수정압축지수와 초기간극비가 가장 상관성이 양호하고 다음으로 전체단위중량, 함수비, 액성한계 순으로 나타났다. 또한 깊이에 따른 과압밀비는 모든 지역에서 깊이가 5~6m 이하의 경우 과압밀비의 폭이 크게 나타나며, 5m~6m 이상일 경우 일정한 값을 가지는 패턴을 보였다.
In the correlation formulas related to consolidation proposed at present, the analyzed areas are limited to certain overseas or domestic areas and in order to increase the number of data, experimental data of different areas are integrated and therefore in many cases application is difficult. In add...
In the correlation formulas related to consolidation proposed at present, the analyzed areas are limited to certain overseas or domestic areas and in order to increase the number of data, experimental data of different areas are integrated and therefore in many cases application is difficult. In addition, models have been developed without clear statistic evaluation of the obtained data. Accordingly, this study divided the soft areas of the west coast into Hangang, Kumgang and Yeongsangang in order to maximally reduce uncertainty of the experimental data and performed normality test and regression analysis on the physical and dynamic characteristics. According to the analysis result, the compression index and the modified compression index had strong linearity and in all areas modified compression index and initial void ratio had closest correlation, followed by total unit weight, water contents and liquid limits. As for overconsolidation ratio with depth, the width of overconsolidation ratio was large when the depth was less than 5 to 6 m in all areas and when the depth was over 5 to 6 m, the ratio was constant.
In the correlation formulas related to consolidation proposed at present, the analyzed areas are limited to certain overseas or domestic areas and in order to increase the number of data, experimental data of different areas are integrated and therefore in many cases application is difficult. In addition, models have been developed without clear statistic evaluation of the obtained data. Accordingly, this study divided the soft areas of the west coast into Hangang, Kumgang and Yeongsangang in order to maximally reduce uncertainty of the experimental data and performed normality test and regression analysis on the physical and dynamic characteristics. According to the analysis result, the compression index and the modified compression index had strong linearity and in all areas modified compression index and initial void ratio had closest correlation, followed by total unit weight, water contents and liquid limits. As for overconsolidation ratio with depth, the width of overconsolidation ratio was large when the depth was less than 5 to 6 m in all areas and when the depth was over 5 to 6 m, the ratio was constant.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 지반의 불확실성을 고려한 설계를 목적으로 시험자료의 불확실성을 최대한 줄이기 위해 서해안의 연약지대를 한강과 금강, 영산강으로 대분하고 각 지역의 물리･역학적 특성에 대해 통계적분석을 수행하여 수집된 자료의 정규성을 검증하고 압밀정수와의 상관관계를 분석하였다.
제안 방법
본 연구에서는 서해안의 연약지반 특성을 평가하기 위해 강 하구를 중심으로 지역을 한강, 금강, 영산강지역으로 분류한 후 물리적 특성치와 역학적 특성치에 대하여 정규성 검증과 회귀분석을 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
본 연구에서는 이상치를 제거하는 과정을 통해 정규분포 자료를 획득하고 이를 이용한 상관관계 분석을 수행하였다. 여기서 이상치란 자료의 전반적인 경향으로부터 뚜렷하게 벗어나는 자료로 이상치가 분석에 사용되었을 경우 잘못된 결과를 얻을 수 있다.
본 연구에서도 시료교란의 정도를 고려하기 위하여 압축지수와 수정압축지수가 동시에 있는 자료를 대상으로 압축지수와 수정압축지수의 관계를 분석하여 수정압축지수에 대한 보정계수를 평가하였다. Table 6은 수정압축지수를 구하기 위한 보정계수로서 평균은 각각 1.
대상 데이터
물리적 특성을 나타내는 토질정수와 압축지수의 회귀분석은 상관성분석결과를 근거로 압축지수와 상관성을 나타내고 있는 초기간극비, 함수비, 액성한계, 전체단위중량을 대상으로 분석을 하였다. 단, 회귀분석에서 토질정수는 원자료를 사용하였고, 압축지수의 경우에는 수정압축지수를사용하였으며, 수정압축지수가 없는 자료에 대해서는 보정계수를 적용한 수정압축계수를 구하여 회귀분석에 사용하였다.
데이터처리
물리적 특성을 나타내는 토질정수와 압축지수의 회귀분석은 상관성분석결과를 근거로 압축지수와 상관성을 나타내고 있는 초기간극비, 함수비, 액성한계, 전체단위중량을 대상으로 분석을 하였다. 단, 회귀분석에서 토질정수는 원자료를 사용하였고, 압축지수의 경우에는 수정압축지수를사용하였으며, 수정압축지수가 없는 자료에 대해서는 보정계수를 적용한 수정압축계수를 구하여 회귀분석에 사용하였다.
압축지수와 팽창지수의 상관관계를 분석하기 위하여 Cs / Cc 의 비를 구하여 통계분석을 실시하여 압축지수와 팽창지수의 비(Cs / Cc)를 구하였다. Table 9는 이상치 제거 전･후의 통계분석 결과를 나타낸 것이다.
이론/모형
본 분석에서는 물리적 및 역학적 특성 시험결과 모든 자료를 대상으로 빈도분석, 데이터탐색 등을 통하여 원자료에 대한 평균, 표준편차 등의 기술통계량을 작성하고 우리나라 서해안의 연약지반 특성을 평가하기 위해 강 하구를 중심으로 지역을 한강, 금강, 영산강지역으로 분류한 후 물리적 특성치에 대하여 Kolmogorov-Smirnov의 방법을 이용하여 정규성을 검정하였다.
성능/효과
(1) Kolmogorov-Smirnov의 방법을 통한 정규성 검정 결과, 정규성을 만족하지 않아 Box-plot을 이용하여 이상치를 제거하였으며, 기술통계량을 통해 물리･역학적 특성치의 분포가 대칭인 분포로 바뀌었음을 확인하였다.
(2) 압축지수와 수정압축지수에 대한 회귀분석 결과 두 지수 간 직선경향이 강하며, 한강 Cc′ = 1.178Cc, 금강 Cc′= 1.1256Cc, 영산강 Cc′ = 1.1922Cc의 관계로 나타났다.
(3) 물리적 특성에 대한 선형회귀분석 결과 모든 지역에서 수정압축지수와 초기간극비가 가장 관련이 있는 것으로 파악되며 다음으로 전체단위중량, 함수비, 액성한계순으로 나타났다.
(4) 이상치 제거 후 자료에 대한 압축지수와 팽창지수 사이에는한강지역 Cs = 0.1507Cc, 금강지역 Cs = 0.1355Cc, 영산강지역 Cs = 0.1269Cc의 관계가 있는 것으로 분석되었다.
(5) 깊이에 따른 과압밀비의 분포를 고려하여 크게 2개의 영역(한강, 영산강: 5m, 금강: 6m)으로 구분하였다. 분석결과 모든 지역에 대하여 깊이가 5m～6m 이하의 경우 과압밀비의 폭이 크게 나타나며, 5m～6m 이상일 경우 일정한 값을 가지는 패턴을 보였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
서해안 지역은 어떠한 불확실성이 있는가?
우리나라의 서･남해안이나 내륙의 하천 인근지역은 일반적으로 과도한 침하 및 지지력 부족 등으로 인하여 개발 시 심각한 문제를 야기되고 있다. 서해안 지역은 매립공사와 공항건설 등을 위해 수많은 지반조사가 실시되고 있으나 제시된 설계자료도 조사방법과 빈도, 지반의 공간적 특성 변화 및 실험절차, 그리고 자연적, 인위적인 다양한 요인으로 지반조사 결과는 불확실성이 여전히 존재한다(Bae & Kim, 2009).
우리나라의 서･남해안이나 내륙의 하천 인근지역은 어떠한 문제점이 있는가?
우리나라의 서･남해안이나 내륙의 하천 인근지역은 일반적으로 과도한 침하 및 지지력 부족 등으로 인하여 개발 시 심각한 문제를 야기되고 있다. 서해안 지역은 매립공사와 공항건설 등을 위해 수많은 지반조사가 실시되고 있으나 제시된 설계자료도 조사방법과 빈도, 지반의 공간적 특성 변화 및 실험절차, 그리고 자연적, 인위적인 다양한 요인으로 지반조사 결과는 불확실성이 여전히 존재한다(Bae & Kim, 2009).
서해안지역 설계자료의 불확실성을 없애기 위해 개발된 방법들의 문제점은?
그러나 현재 제안되고 있는 상관식들은 실험 횟수가 적거나 분산이 심하며, 분석대상 지역이 국외나 국내의 특정 지역에 국한되거나 자료의 숫자를 늘리기 위해 여러 실험자료를 통합함으로써 적용에 무리가 따르는 경우도 많은 것이 사실이다. 또한 취득된 자료의 정규성이나 예측력, 공간적인 지역에 따른 동질성 검증 등 명확한 통계적 평가 및 검증 없이 모형이 개발되어 왔다.
참고문헌 (7)
Bae, W. S. and Heo, T. Y. (2011), Prediction of compression index using regression analysis of transformed variables method, Marine Georesource and Geotechnology, Vol. 29, No. 1, pp. 76-94.
Bae, W. S. and Kim, J. W. (2009), Correlations between the physical properties and compression index of kwangyang clay, Journal of Korean Geo-environmental Engineering, Vol. 10, No. 7, pp. 7-14 (in Korean).
Hong, S. J., Kim, D. H., Choi, Y. M. and Lee, W. J. (2011), Prediction of compression index of busan and inchon clays considering sedimentation state, Journal of Korean Geotechnical Engineering, Vol. 27, No. 9, pp. 37-46 (in Korean).
Kim, D. H., Kim, K. W. and Paik, Y. S. (2003), Relationship between physical properties and compression index for marine clay, Journal of Korean Geotechnical Engineering, Vol. 19, No. 6, pp. 371-378 (in Korean).
Schmertmann, J. H. (1955), The undisturbed consolidation behavior of clay, Transactions, ASCE, 120, pp. 1201-1233.
Song, M. S. (1988), Relationship of the soil properties for domestic marine clay, M.E dissertation, Hanyang University, pp. 1-79 (in Korean).
Yoon, G. L. and Kim, B. T. (2003), Formula of compression index prediction for marine clay in korea, Journal of Korean Civil Engineering, Vol. 23, No. 3C, pp. 169-176 (in Korean).
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