밀도와 구속압력이 노상토의 탄성계수에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

An Experimental Study on Effects of Density and Confining Pressure on the Elastic Modulus of Subgrade Soils

본 연구에서는 밀도와 구속압력이 노상토의 탄성계수에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 전국 고속도로로 노상토를 채취분석하여 얻은 전형적인 5가지 노상토 재료에 대하여 함수비, 밀도 및 구속압력을 달리하면서 비압밀 비배수 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축압축시험시 unloading-reloading 실험을 수행하여 얻은 응력-변형을 관계로부터 최대탄성계수를 측정하였다. 실험결과 노상토의 탄성거동은 Janbu의 제안식에 잘 부합하였으며, 구속압력으로 표준화된 탄성계수는 건조단위체적중량과 지수함수의 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 또한 포화도가 70%이하에서는 함수비가 탄성계수에 영향을 거의 미치지 않음이 밝혀졌다.

In this study, effects of the density of soil and the confining pressure applied to the soil sample on the elastic moduli of subgrade soils are experimentally analyzed. Through investigation of subgrade materials of domestic expressways, five typical types of subgrade soils are selected for the experiments. A series of unconsolidated undrained triaxial tests is performed on samples prepared with various water contents and densities at the confining pressures of 1.02, 2.04, and $3.06kg/cm^2$. Initial tangent modulus is inferred from the unloading-reloading portion of the stress strain curve obtained during an individual loading-unloading-reloading test. As a result of the analysis, it is found that the effect of the confining pressure on the elastic modulus of subgrade material is well consistent with the equation proposed by Janbu, and that the elastic modulus can be related to the dry unit weight expressing the Janbu constants as exponentiial functions of it. It is also found that the water content has little effect on the elastic modulus for the samples with the degree of saturation less than 70%.