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문제 정의
- 따라서, 본 논문에서는 점성토의 전단 거동에 미치는 영향인자들 중, 우선 전단속도에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 일본 고베공항 건설지의 해저충적점토층에서 채취한 불교란 점성토 시료를 이용하여, 일련의 실내물리시험 및 전단 속도를 달리한 비배수삼축압축·신장시험, 정체적 일면 전단시험을 실시하였다.
- 전 절에서 전단속도에 따른 강도의 증가를 살펴보았다. 본 절에서는 전단속도의 변화에 따른 변형특 성에 관하여 검토한다. 본 논문에서 검토한 각각의 탄성계수(변형계수)의 정의는 식 (2)와 그림 21.
제안 방법
- (b)에 나타낸 것처럼 삼축시험에 있어서 전단 과정 중에 0.005%의 변형률의 단위로 미소한 재하·제재하·재하(unloading & reloading)를 각 단계별로 2회씩 반복적으로 소정의 변형률 레벨에서 총 14회를 각각 가했다.
- 그리고 전단과정 중 전단 속도를 변화시킨 비배수삼축압축·신장시험, 정체적 일면 전단시험 등도 수행하여, 전단강도의 전단속도 의존성에 관해 고찰하였다.
- 1) 고베공항에서 채취한 충적점토층의 비배수 전단 거동에서 시험타입에 관계없이 전단 속도의 증가에 따른 강도의 증가를 관찰할 수 있었다. 또, 각각의 시험에 있어 전단속도와 강도증가율의 관계를 근사하여 정식화하였다.
- 그리고 전단과정 중 전단 속도를 변화시킨 비배수삼축압축·신장시험, 정체적 일면 전단시험 등도 수행하여, 전단강도의 전단속도 의존성에 관해 고찰하였다. 또한, 미소변형 영역에서 변형 계수를 도출 하여, 전단속도에 따른 비배수 전단거동과의 상관관계에 대하여 고찰하였다. 마지막으로, 비배수 전단과정 중 전단 속도를 변화시켜 응력-변형률 관계와 전단속도간의 상관관계에 대해 검토하였다.
- 또한, 미소변형 영역에서 변형 계수를 도출 하여, 전단속도에 따른 비배수 전단거동과의 상관관계에 대하여 고찰하였다. 마지막으로, 비배수 전단과정 중 전단 속도를 변화시켜 응력-변형률 관계와 전단속도간의 상관관계에 대해 검토하였다.
- 본 논문에서는 불교란 자연퇴적점토의 전단과정 중의 아이소타크거동을 실험적으로 관찰하기 위해 , 그림 16.와 그림 17.에 보듯이, 두 가지 삼축시험(압축과 신장시험)에서 전단과정 중 전단속도를 0.02～ 1%/min의 범위로 단계적으로 변화시켰다. 응력-변형률관계뿐만 아니라, 유효응력경로에서도 전단 속도가 0.
- 비배수 강도에 미치는 전단속도의 영향을 파악하기 위해 고베공항건설현장에서 채취한 불교란 충적 점성토를 대상으로 일련의 비배수 삼축 및 정체적 일면전단 시험을 실시하였다. 다음과 같은 사실들을 알았다.
- 비배수 삼축 시험과 마찬가지로 일면 전단 시험에서도 전단과정 중 전단속도의 영향을 검토하기 위하 여, 3종류의 전단속도(0.02, 0.1, 1mm/min)하에서, 정체적(비배수)전단 시험을 실시하였다. 전단 실시전 압밀에 있어서, 전술한 3t법을 기준으로 하여, 공히 약 1일(1440분) 동안 압밀과정을 지속시켰다.
- 참고). 압밀종료 후 전단거동에 미치는 전단속도의 영향을 정량적으로 판단하기위하여, 압밀응력 400kPa의 시료들을 대상으로 3종류의 일정한 전단속도(0.02, 0.1, 1%/min)를 이용하여, 각각 비배수 전단을 실시하였다.
- 비배수 전단강도특성에 미치는 영향 중 전단속도의 영향만을 평가하기 위해서는, 응력이력(예를 들면, 과압밀)등의 영향을 제거할 필요가 있다. 이를 위해서, 2개의 공시체 (KTC1 및 KTE1)을 제외한 각 시료에서 원위치의 유효상재하중의 약 2배 이상 이방압밀(K=0.5)을 한 후 비배수 전단하였다. 한편, 압밀 시간도 전단거동에 미치는 중요한 요인이므로, 압밀시간을 일본 지반공학회의 3t법(日本地盤工学会2003)을 기준으로 1차 압밀 종료시점을 판단하였고, 시료 공히 1일(24시간)로 하였다(그림 9.
- 일본 고베공항 건설지의 해저충적점토층에서 채취한 불교란 점성토 시료를 이용하여, 일련의 실내물리시험 및 전단 속도를 달리한 비배수삼축압축·신장시험, 정체적 일면 전단시험을 실시하였다.
- 전 절에서 전단속도에 따른 강도의 증가를 살펴보았다. 본 절에서는 전단속도의 변화에 따른 변형특 성에 관하여 검토한다.
- 1, 1mm/min)하에서, 정체적(비배수)전단 시험을 실시하였다. 전단 실시전 압밀에 있어서, 전술한 3t법을 기준으로 하여, 공히 약 1일(1440분) 동안 압밀과정을 지속시켰다. D50가 0.
- 전술한바와 같이 삼축 공시체의 비배수 전단강도에 미치는 전단속도의 영향을 조사하기 위해, 동일한 압밀조건하에서 압밀한 시료군을 이용하여, 0.02, 0.1, 1%/min의 3종류의 전단속도를 이용하여 일련의 비배수 전단시험을 실시하였다. 그림 16.
- 한편, 전단과정 중 전단속도에 따른 시료의 강성 변화를 알아보기 위해 0.005%정도의 미소한 진폭으로 재하·제재하 실험을 다양한 변위레벨에서 총 14회(0.005, 0.01, 0.02, 0.04, 0.07, 0.1, 0.2, 0.4, 0.7, 1, 2, 4, 7, 10%)에 걸쳐 실시하였다.
대상 데이터
- 그리고 공시체의 체적 변화는 이중관식 뷰렛으로, 공시체의 높이의 변화는 디지털 서버모터에서 각각 측정되며, 축력은 셀 내부의 로드셀을 통해 측정되기 때문에 측정치는 공시체의 작용하는 축력과 같다(渋谷 등 1996; 川口 등 2002). 또한, 시험에 이용한 공시체는 직경 5cm, 높이 10cm 규격의 원통형 시료를 이용하였다.
- 본 논문에서 이용한 시료는 그림 6.에 표시한 것처럼 2006년 2월에 개항한 일본 고베공항의 충적지반 에서 2005년 상반기 경에 채취하였다. 그림 7.
이론/모형
- 5)을 한 후 비배수 전단하였다. 한편, 압밀 시간도 전단거동에 미치는 중요한 요인이므로, 압밀시간을 일본 지반공학회의 3t법(日本地盤工学会2003)을 기준으로 1차 압밀 종료시점을 판단하였고, 시료 공히 1일(24시간)로 하였다(그림 9. 참고). 압밀종료 후 전단거동에 미치는 전단속도의 영향을 정량적으로 판단하기위하여, 압밀응력 400kPa의 시료들을 대상으로 3종류의 일정한 전단속도(0.
성능/효과
- 1) 고베공항에서 채취한 충적점토층의 비배수 전단 거동에서 시험타입에 관계없이 전단 속도의 증가에 따른 강도의 증가를 관찰할 수 있었다. 또, 각각의 시험에 있어 전단속도와 강도증가율의 관계를 근사하여 정식화하였다.
- 2) 비배수 삼축시험에서 전단속도의 증가에 따라 응력-변형률 관계가 취성적인 거동을 보였으며, 초기 탄성구간을 나타내는 초기 탄성계수도 속도와 더불어 증가하고 있어, 전단 속도가 초기 선형탄성 구간의 증감에 영향을 주는 인자로 추찰된다.
- 3) 미소 변형구간에서 전단속도의 변화가 전단 중의 시료의 강성에 영향을 주는 인자임이 밝혀졌다.
- 4) 비배수 삼축시험과 정체적 일면전단 시험에서 전단과정 중 전단 속도를 변화시켜 전단을 실시한 결과, 현재의 전단속도와 변형레벨이 응력을 결정하는 아이소타크 거동(ISOTACH Behavior)이 실험적으로 관찰되었다.
- 는 Esec/Emax와 축변형률 관계를 나타낸 것이다. Esec의 변형률 레벨 의존성에 관해서는 실험 조건에 상관없이 압축측이 신창측보다 현저히 크며, 전단 속도에 따른 의존성은 그 만큼 현저하지 않았다.
- 은 Ee／Emax와 축변형률 관계로 정리한 것이다. 그래프에서 나타낸바와 같이 전단속도가 감소함에 따라 전단과정 중 탄성계수(Ee)가 감소하고 있으며, 전단 속도가 증가할수록 같은 변형률 레벨에서 시료가 가지는 강성이 증가함을 알 수 있었다.
- 에 전단응력-연직응력의 관계로 나타내었다. 두 그래프에서 알 수 있듯이, 전단 속도의 크기순으로 수평 전단응력의 최대치에서 정의한 Su가 121.7~137.9kPa로 증가해 삼축시험과 동일한 경향을 관찰할 수 있다.
- 비배수 전단강도 Su도 전단속도의 증가에 따라 압축측이 118～131kPa, 신장측이 118~151kPa의 범위로 양쪽 모두 증가해가는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 전단개시 직후(축변형률 0.002%구간까지)에서 정의된 초기 탄성계수 Emax도 전단속도의 증가에 따라 증가하여, 응력 변형률관계가 보다 취성적인 거동을 나타내는 것을 관찰할 수 있다. 바꾸어 말하면, 점성토 시료가 전단 속도의 영향을 받아 과압밀 점토의 비배수 거동과 유사한 거동이 관찰된다고 말할 수 있다.
- 이는 간극수압의 소산량이 전단속도의 증가와 더불어 감소하기 때문으로 사료된다. 비배수 전단강도 Su도 전단속도의 증가에 따라 압축측이 118～131kPa, 신장측이 118~151kPa의 범위로 양쪽 모두 증가해가는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 전단개시 직후(축변형률 0.
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