다짐 풍화토의 Duncan & Chang 모델 매개변수-초기접선계수와 극한축차응력 산정에 관한 연구 (Study on the Estimation of Duncan & Chang Model Parameters-initial Tangent Modulus and Ultimate Deviator Stress for Compacted Weathered Soil)

서지정보

· 발행기관 : 한국지반환경공학회
· 수록지 정보 : 한국지반환경공학회 논문집 / 19권 / 12호 / 47 ~ 58페이지
· 저자명 : 유건선

초록

Duncan & Chang(1970)는 던컨-창 모델을 제안하면서 흙시료의 초기 접선계수와 극한 축차응력을 구하기 위하여 쌍곡선이론을 사용하여 삼축압축시험의 응력-변형률의 비선형관계를 변환된 변형률/축차응력-변형률의 선형관계로 재구성하였다. 그러나 변환된 응력-변형률 관계는 이론적으로 선형관계를 나타내지만, 실제로는 시험이 시작되는 변형률이 작은 구간과 시료가 파괴에 이르는 변형률이 큰 구간에서는 비선형관계를 보인다. 이러한 현상은 삼축압축시험의 응력-변형률 곡선이 완전한 쌍곡선 형태가 아님을 나타낸다. 따라서 변환된 응력-변형률 곡선의 전 구간에 대하여 선형 회귀분석을 실시하여 직선의 식을 구하게 되면, 비선형관계를 나타내는 구간의 범위에 따라 선형관계식의 산정에 편차가 발생하게 된다. 이러한 편차를 줄이기 위하여 본 연구에서는 변환응력-변형률 관계에서 비선형을 나타내는 초반과 종반 구간을 제외한 구간에 대하여 선형회귀분석을 실시함으로써 초기접선계수와 극한축차응력을 산정하는 수정회귀분석법을 제안하였다. 수정회귀분석법을 검증하기 위하여, 풍화토의 다짐시료에 대하여 압밀-배수 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축압축시험의 응력-변형률 곡선으로부터 구한 변환응력-변형률 관계에 대해서 수정회귀분석을 실시하여 Duncan et al.(1980)이 제안한 2점법으로 구한 결과와 비교하였다. 분석결과 수정회기분석법에 비해 Duncan의 2점법으로 산정한 초기 접선계수는 4.0% 크게, 그리고 극한 축차응력은 2.9% 작게 평가되었다.

영어초록

Duncan & Chang(1970) proposed the Duncan-Chang model that a linear relation of transformed stress-strain plots was reconstituted from a nonlinear relation of stress-strain curve of triaxial compression test using hyperbolic theory so as to estimate an initial tangent modulus and ultimate deviator stress for the soil specimen. Although the transformed stress-strain plots show a linear relationship theoretically, they actually show a nonlinearity at both low and high values of strain of the test. This phenomenon indicates that the stress-strain curve is not a complete form of a hyperbola. So, if linear regression analyses for the transformed stress-strain plot are performed over a full range of strain of a test, error in the estimation of their linear equations is unavoidable depending on ranges of strain with non-linearity. In order to reduce such an error, a modified regression analysis method is proposed in this study, in which linear regression analyses for transformed stress-strain plots are performed over the entire range of strain except the range the non-linearity is shown around starting and ending of the test, and then the initial tangent modulus and ultimate deviator stresses are calculated. Isotropically consolidated-drained triaxial compression tests were performed on compacted weathered soil with a modified Proctor density to obtain their model parameters. The modified regression analyses for transformed stress-strain plots were performed and analyzed results are compared with results estimated by 2 points method (Duncan et al., 1980). As a result of analyses, initial tangent moduli are about 4.0% higher and ultimate deviator stresses are about 2.9% lower than those values estimated by Duncan’s 2 points method.

참고자료

· 없음