초록 ▼

연구의 목적 및 내용:
본 과제가 추구하는 최종적인 연구목표는 탄산염 모래의 거동특성을 평가하는데 있다. 이를 통해 토목 및 건축 구조물의 설계 및 시공을 위하여 필수적인 대상지반의 변형특성에 대하여 보다 합리적으로 예측하여 안전하고 경제적인 설계 및 시공이 이루어지도록 하는데 궁극적인 목적이 있다. 이와 같은 중장기적인 목적을 기본으로 하여, 본 과제에서는 탄산염 모래의 강도 및 변형특성과 시간의존적 거동특성을 이해하고, 고결된 탄산염 모래지반의 거동 특성을 평가하고자 한다.

연구결과:
본 연구과제는 탄산염

연구의 목적 및 내용:
본 과제가 추구하는 최종적인 연구목표는 탄산염 모래의 거동특성을 평가하는데 있다. 이를 통해 토목 및 건축 구조물의 설계 및 시공을 위하여 필수적인 대상지반의 변형특성에 대하여 보다 합리적으로 예측하여 안전하고 경제적인 설계 및 시공이 이루어지도록 하는데 궁극적인 목적이 있다. 이와 같은 중장기적인 목적을 기본으로 하여, 본 과제에서는 탄산염 모래의 강도 및 변형특성과 시간의존적 거동특성을 이해하고, 고결된 탄산염 모래지반의 거동 특성을 평가하고자 한다.

연구결과:
본 연구과제는 탄산염 모래의 거동특성을 평가하기 위하여 1차년도에는 미고결 탄산염 모래의 강도 및 변형특성에 대해 삼축압축시험, 일차원 압축시험 등 다양한 실내시험을 수행하여 평가하였고, 일차원 압축시험 결과 이차 압축 경향, 파쇄 정도 등을 분석하여 미고결 탄산염 모래의 시간의존적 거동 특성을 평가하였다. 또한 대형 Calibration chamber에 조성한 대형 시료에 CPT 시험을 수행함으로써 현장지반의 물성치를 합리적으로 추정하기 위한 관계식을 제안하였다. 연구결과 국내 탄산염 모래의 거동특성은 규산염 모래와 차이를 보이며, 국외 탄산염 모래의 거동과 크게 다르지 않은 것으로 나타났다. 2차년도와 3차년도에는 고결된 탄산염 모래의 거동 특성을 규명하기 위하여 우선 자연적 고결현상을 가장 유사하게 모사할 수 있는 고결 방법으로 미생물을 이용한 고결방법을 선정하고, 다양한 요인을 고려하여 고결방법을 최적화하였다. 이를 이용하여 고결된 탄산염 모래의 강도 및 변형특성을 삼축압축시험 등 다양한 실내시험을 수행하여 평가하고, 일차원 압축시험을 통해 시간의존적 거동특성을 평가하였다. 연구결과 고결된 탄산염 모래는 전형적인 고결 모래의 거동특성을 보이며, 시간의존적 거동 특성은 고결 여부 및 고결 결합 파괴 여부에 따라 거동 특성이 변화하였다.

연구결과의 활용계획:
모든 토목, 건축공사에서 침하예측은 구조물의 안정성을 유지하고 유지보수로 인한 경제적 손실을 최소화하기 위해서 대단히 중요한 역할을 하지만 탄산염 모래지반에서 발생하는 이차압축침하를 예측하기 위한 설계기준은 마련되어 있지 않다. 본 연구의 성과물은 탄산염 모래지반에서 발생하는 이차압축침하를 합리적으로 평가할 수 있는 정보를 제공함과 동시에 구조물 설계에 필수적인 탄산염 모래지반의 강도 및 변형특성을 예측할 수 있는 기준을 제시하여, 탄산염 모래지반에 지지된 기초의 신뢰성을 높이고 최적화된 설계기준 마련에 크게 이바지할 것으로 판단된다.

Abstract ▼

Purpose & contents:
The purpose of this study is the characterization of the calcareous sands. Specifically, the study aimed at establishing the model for stress-strain behavior of calcareous sand and suggesting the guideline for the safe and economical design and construction works in sediments

Purpose & contents:
The purpose of this study is the characterization of the calcareous sands. Specifically, the study aimed at establishing the model for stress-strain behavior of calcareous sand and suggesting the guideline for the safe and economical design and construction works in sediments of calcareous sands. In this study, the strength, stiffness, and time-dependent behavior of uncemented/cemented calcareous sands were analyzed through a number of laboratory experiments. Additionally, empirical correlations were established based on experimental results obtained from a series of calibration chamber tests.

Result:
Engineering behaviors of calcareous sands were evaluated through the following two steps: first, the strength and the compression characteristics of calcareous sands were analyzed using laboratory tests; second, empirical correlations were established based on experimental results (i.e., cone penetration test in calibration chamber). From the analysis of test results, it was found that the strength and the compression characteristics of Jeju calcareous sand were different from general silica sands, but they showed similar results with previous studies on various calcareous sands. In the second and the third year of this study, based on the comparison of various cementation-inducing methods, MICP(microbially induced calcite precipitation) was selected because of the similarity of MICP with the process of natural cementation. Through parametric study, the MICP method was optimized, and the strength, stiffness, and time-dependent behaviors of cemented calcareous sand were evaluated. The results demonstrated that the cemented Jeju calcareous sand showed a typical behavior of cemented sands, and the time-dependent behavior was dependent on the existence of cementation and the breakage level of cementation bonds.

Expected Contribution:
Though the reliable estimation of settlement is essential for the successful completion of the construction work, the estimate of the secondary compression in calcareous sediment is not clear still. Consequently, this study improved the reliability of settlement prediction by suggesting the characteristic of secondary compression in calcareous sand. In addition, the strength and compression characteristics of uncemented/cemented calcareous sand were provided through this study. Therefore, it is expected that the outcome of this study can act as a supplement for geotechnical structure design standards for various sediments including calcareous sands.