[논문]세립분 함유율에 따른 점토질 모래의 역학적 특성 및 적용성 평가

김정면; 안준영; 허재영; 이승주; 김영석; 문범수; 김용성

doi:10.12814/jkgss.2023.22.3.047

세립분 함유율에 따른 점토질 모래의 역학적 특성 및 적용성 평가
Evaluation of Mechanical Characteristics and Applicability of Clayey Sand by Fines Content 원문보기

한국지반신소재학회논문집 = Journal of the Korean Geosynthetics Society, v.22 no.3, 2023년, pp.47 - 59

김정면 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National Univ.) , 안준영 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National Univ.) , 허재영 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National Univ.) , 이승주 (Korean Peninsula Infrastructure Special Committee, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) , 김영석 (Northern Infrastructure Specialized Team, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) , 문범수 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National Univ.) , 김용성 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National Univ.)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 점토질 모래(SC)를 대상으로 실내시험을 수행하여 물리적 특성, 압밀/투수 특성, 응력-변형 특성을 분석하고, 세립분 함유량에 따라 모래에서 점토로 흙의 역학적 성질이 변화되는 전환 세립분 함유율을 도출하였다. 또한 현장 적용성 평가를 위해 실제 과다침하로 인하여 문제가 발생된 연약지반 개량 현장의 계측자료를 수집하여 실내시험 및 수치해석 결과를 바탕으로 도출된 침하특성과 현장에서 계측된 실제 침하특성을 비교·분석하여 SC의 압밀 대상층 적용성 평가를 수행하였다. 실내시험 및 압밀해석 결과 SC는 세립분 함유율 25%이상에서 사질토에서 점성토로의 역학적 특성 변화가 나타났으며, 점성 토로의 역학적 특성 전환은 점토입자의 함유율과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 연약지반 현장의 수치해석을 통해 전환 세립분 함유율 이상의 점토질 모래를 압밀 대상층으로 적용한 경우, 침하량이 계측침하량 대비 평균 91.2%로 거의 일치하는 결과를 확인하였다. 따라서 연약지반 설계에서 압밀대상층 범위 선정 시 전환 세립분 함유율 이상의 점토질 모래는 연약지반에 포함하여 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this research, laboratory tests were conducted on clayey sand (SC) to analyze its physical properties, compaction/permeability characteristics, and stress-strain behavior. The main objective was to determine the transitional fines content at which the mechanical properties of sand transition to those of clay, resulting in a change in the geotechnical behavior of the material. Additionally, to assess the practical applicability of SC soil, field data from a soft ground improvement site with significant settlement issues were collected. The settlement characteristics derived from laboratory tests and numerical simulations were then compared and analyzed in relation to the actual settlement data obtained from the field, aiming to evaluate the suitability of the SC soil as a compaction target layer. The laboratory tests and compaction analysis showed that the SC soil exhibited a distinct change in mechanical properties, shifting from sandy behavior to clayey behavior when the fines content exceeded 25%. This transition in mechanical behavior was found to be closely correlated with the content of clay particles within the material. Through numerical simulations of the soft ground site, it was verified that the use of clayey sand with a fines content exceeding the transitional level as a compaction target layer resulted in settlements that closely aligned with the measured settlements, with an average agreement of 91.2%. Based on these findings, it is deemed advisable to incorporate clayey sand with a fines content exceeding the transitional level as part of the compaction target layer in the design of soft ground improvements.

주제어

표/그림 (29)

그림 Fig. 1. Grain size distribution curves of sand
표 Table 1. Sample selection test (Atterberg limits)
표 Table 2. Sand-fines mixing ratio
표 Table 3. Sand-fines mixing ratio
그림 Fig. 2. e-log P Curves (SC)
표 Table 4. Standard consolidation test by load step
표 Table 5. Compression index (Cc) calculation by fines content (SC)
그림 Fig. 3. Comparison of compression index (Cc) by fines content in SC
그림 Fig. 4. Coefficient of consolidation (Cv) by fines content in SC
그림 Fig. 5. Coefficient of permeability (k) by fines content in SC
표 Table 6. Coefficient of consolidation (Cv) calculation by fine content (SC)
표 Table 7. Coefficient of permeability (k) by fines content (SC)
그림 Fig. 6. Deviator stress and axial strain relationship by fine contents (SC)
$Table 8. Maximum deviatoric stress and fracture strain by fines content (SC)$ 표 Table 8. Maximum deviatoric stress and fracture strain by fines content (SC)
그림 Fig. 7. Porewater pressure and axial strain relationship by fine contents (SC)
그림 Fig. 8. 1D consolidation theory comparison result (SC)
표 Table 9. Pore water pressure at failure (uf) by fines content (SC)
그림 Fig. 9. Analysis result of modified cam clay model (SC)
표 Table 10. Total settlement U=99% Consolidation Time and of 1D consolidation theory
그림 Fig. 10. Modified cam clay model comparison result (SC)
그림 Fig. 11. Soft ground measuring placement
표 Table 11. Total settlemen and consolidation time of modified cam clay model
그림 Fig. 12. Settlement tendency by zone
표 Table 12. Measurement results of settlement extensometer and surface settlement pin
표 Table 13. Predicted final settlement (Zone1, 2)
표 Table 14. Physical properties of soft ground (Zone1, 2)
그림 Fig. 13. Numerical analysis modeling (Zone1,2)
그림 Fig. 14. Evaluation results of applicability of SC to consolidation target layer
표 Table 15. Evaluation of applicability of SM, SC consolidation layer

참고문헌 (7)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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