압밀의 확인 : 피에조콘 소산시험 – 정수압 상태/지반의 강성지수 요구

CPTu : 지층의 층간 상태 비교 가능, 콘지수, 주면마찰력, 간극수압

평형간극수압 = 정수압 + 잔류간극수압 (압밀 진행 중)
1) 압밀 해석의 오류가 발생하게 됨.
2) 과잉간극수압이 소산될 때까지 확인하면 가능 à 시간이 오래 걸림
3) 침하관리 (쌍곡선, 호시노, 아사오카) 최종 평형간극수압의 수렴값 결정

현장에서 예측된 평형간극수압과 실제 관측된 평형간극수압을 통해
압밀속도, 추가 하중 등을 고려할 수 있다. (역해석을 통한 압밀계수의 재해석, 장래침하량 예측)
압밀도 U = ut – u0 (정수압) / ui – u0, U=1 (t=0 일때), U=0 (과잉간극수압소산)

강성지수 = Ir = G / Su (전단탄성계수/비배수전단강도) 50~400

SHANSEP (Stress History And Normalized Soil Engineering Properties)

-       정규화된 (Normalized) 점토의 거동을 현장 조건에 맞게 재현할 수 있도록 함.

-       신뢰성 있는 비배수 전단강도 산출. (교란의 영향 극복, 교란시 유효응력 감소가 일어남. 압축성/소성/예민비에도 영향을 줌.)

-       지반의 이전 응력을 (Stress History) 고려함.

-       Su/po : Pc/Po = OCR 과 비슷.

-       Input : 원위치 유효응력, 과압밀비, 비배수 전단강도 -> 관련 정규화된 Parameter 산출. OCR 을 변수로 할 수 있음.

-       비례 그래프 참조 필요.

-       일축압축강도는 시험이 쉽고 해석이 쉬워 사용을 많이 하나, 교란의 영향이 많이 들어가 있고(시료의 잔류유효응력), 숙련도에 따른 차이도 크다. (Su=qu/2  로 하면 낮게 측정되어 과다설계가 됨.)

-       교란 : 채취전 응력해방, 팽창, 다짐, 히빙, 파이핑, 공벽붕괴, 채취중 응력해방, 재성형, 혼합/분리, 채취후 응력해방, 수분증발 등 

-       극복하기 위한 시험 방법 : 재압축방법 (유효응력만큼만 압밀), SHANSEP (유효응력의 1~4배만큼 압밀)

1.     압밀시험 – 선행하중 계산 – 1.5, 2.5, 4.0 pc 까지 재하.

2.     비배수전단강도(Su), 유효응력(po) 간의 상관관계 확인. 일정해지는 부분 확인 (Su/po)

3.     Su/po – OCR 그래프 작성 및 Database 참조. : OCR 에 대한 Su/po 산정.

4.    정규화된 비율을 통해 Su 산출

5.    Ko =1 CIU 시험을 이뤄내기 힘들면 CKoU 를 통해 수정 SHANSEP 을 이용하기도 한다.

-       교란 : 점토 교란 시 더 큰 응력에서는 교란 영향이 소멸되고, 정규화 거동을 함.

-       교란이 제거된 비배수 전단강도 산출

-       기존 지반응력보다 3~4배 이상의 구속응력 -> 교란효과 제거

-       시험에서 얻어진 비배수 전단강도 :

*  Vane 과 같이 시험이 빠름, 깊이의 영향 -> Over-estimated.

Su = gamma su(field)

소성지수가 크면 날개의 속도에 영향을 주므로 예민비가 큰 경우 과다 산정을 막기 위하여 감소시켜줌.

*  일축, UU 의 경우 교란에 의한 Under-estimated. (응력 해방에 따른)

*  CIU : 등방압밀의 한계 (현장과 다름) – Over-estimated.

-       심도별 선행하중을 어떻게 뽑아내느냐가 중요.

키워드 : 연약지반관리, 상재하중, 침하와 안정

연약지반 개량을 위한 재하 시,

처음에는 간극수가 그 하중을 받고, 간극수가 소산된 후 부터 유효응력이 증가하여 흙의 전단강도가 강해진다.

(Mohr Coulomb 의 이론)

1. 의미 : 비배수전단강도 / 유효상재압 (or 선행압밀하중) = Su / Pc(P', Po)

2. 공식

 - Skempton : 0.11+0.0037 PI

 - Hansbo : 0.45 LL

압축성이 큰 흙일수록 강도증가율이 커진다. 

선행하중, 유효상재압을 아는 상황에서 토질 조사를 통해 얼마나 강도가 증가할 수 있을지를 예측한다.

(보통 0.2~0.3)

Cu=qu/2 를 이용하기도 함.

3. 개선 

 - Skempton, Hansbo 공식 사용이 국내에 맞지 않는 경우가 있으니, 실제 압밀/강도 확인을 통한 여러가지 값 비교로 합리적인 결과를 얻는다.

 - 강도증가율은 예측일 뿐이지 실제 얻어지지 않으면 과다침하, 부등침하, 지반파괴 등이 발생할 수 있으니 Database 확인, 시공 사례, 계측 등을 통한 연약지반 개량 관리가 필요하다.