흙의 이방성과 비배수 전단

소개

지반의 이방성과 비배수전단강도 거동에 관한 내용을 엮어서 세미나 자료로 만들었습니다. 지반공학 전공 석사과정들에게 적합한 자료입니다.

목차

1. 흙의 이방성
1.1 사질토의 초기 이방성
1.2 점성토의 이방성

2. 이방삼축실험을 위한 자동화 삼축실험기
2.1 실험기 소개 및 작동원리
2.2 실험방법

3. 정지토압() 상태의 지반
3.1 와 변형의 관계
3.2 등방압밀과 압밀의 체적변형

4. 등방삼축실험()과 이방삼축실험()의 결과
4.1 압밀결과
4.2 압밀응력비에 따른 축변형률과 체적변형률
4.3 비배수 전단 실험 결과

본문내용

흙의 이방성(soil anisotropy)은 하중을 받아 변형하기 이전부터 가지고 있던 본래의 고유이방성(inherent anisotropy)과 이후의 재하에 의한 후천적 응력유도이방성(stress induced anisotropy)으로 구분된다. 흙 입자가 퇴적된 후 오랜 시간에 걸쳐 자중 및 일차원적 재하에 의해서 흙의 조직(fabric)은 부분적 또는 전체적으로 토립자가 주로 수평방향으로 배열되는 조직이방성(faric anisotropy)을 나타낸다. 특히 점토의 경우는 방향성 퇴적과 점토입자간의 전기적 결합에 의해서 점토의 이방 변형 특성을 나타낸다(Sadda, 1969). 이러한 점토의 미시적인 조직이방성(microfaric anisotropy)은 균질한 이방성 조직을 보인다. 그러나 퇴적지반은 퇴적시기에 따른 거시적 조직이방성(microfaric anisotropy)를 보이는데 세립토가 번갈아 퇴적되어 형성된 줄무늬점토(varved clay)와 견고균열점토(stiff fissured clays) 지반과 같은 퇴적점토지반을 예로 들 수 있다.
흙의 고유이방성은 시료를 퇴적방향으로부터 각도를 변화시켜 준비한 공시체에 의해서 측정할 수 있다. 사질토는 입자의 모양에 따라 차이는 있으나 느슨한 상태의 경우 퇴적방향과 이와 직각되는 방향의 전단강도와 차이는 약 40% 정도이다. 그리고 이 차이는 상대밀도가 증가할수록 감소되며 약 90%가 되면 거의 같게 된다(Mahmood와 Mitchell, 1974). 점토의 고유이방성은 과압밀정도에 따라 차이가 있으며 정규압밀점토의 경우 수평방향의 비배수전단강도는 연직방향의 약 80% 정도이다. 그러나 비배수전단강도에 대한 주응력면 회전의 영향은 점토의 예민비가 클수록, 그리고 소성지수가 작을수록 증가되는 경향을 보인다(Ladd, 1971).

참고자료

· 1. Ladd C.C et al., 1997, "Stress deformation and strength charateristics", State of the Art Report, Proc. 9th ISCMFE, Vol. 2, pp. 421-496
· 2. 김성준, 1996, “이방성을 고려한 정규압밀 점토의 비배수 전단강도에 관한 연구”, 단국대학교 석사학위논문
· 3. 김현배, 1999, “이상성을 고려한 포화점토의 비배수 전단강도에 대한 연구”, 인하대학교 석사학위논문
· 4. 강병희, 2000, “이방압밀이 흙의 강도에 미치는 영향”, 한국지반공학회 2000 가을학술발표회 초청강연