An Experimental Study on Shear Strength of Saturated Sand

포화사(飽和砂)의 전단강도(剪斷强度)에 관한 실험적(實驗的) 연구(硏究)

The purpose of this study is to compare the results of shear-deformation of saturated sand under the 3 dimensional stress with the results of simple torque-shear test already reported, Japaness standard sand, Toyoura sand, was chosen as test sample and the equipments of the department of soil mechancis laboratory of Nihon University were used. The conclusions obtained are as follows. 1). The friction angle of sand (${\phi}$) is proportional to the density regardless of the condition of stress-strain. This is because of the reason that the lower the cell pressure becomes, the larger the volume changes in case of the same density. 2). The value of ${\varphi}$ are variable according to the condition of stress-strain in the same density, and ${\phi}_dTS$ is larger than ${\phi}_dPS$ and ${\phi}_dTC$ when cell pressure is low. 3). ${\phi}_dPS$ is larger then ${\phi}_dTS$, under the same denstiy and same cell pressure. Thus the shear strength of sand is decided according to the condition of stress-strain 4). the relationship between the stress ratio (q/p) and strain increment ration in the plane strain test is linear regardless of the density and the cell pressure of the test sample.

본(本) 연구(硏究)는 일본(日本)의 표준사(標準砂)인 풍포사(豊浦砂) (Toyoura Sand)를 사용(使用)하여 일본대학(日本大學) 이공학부토질실험실(理工學部土質實驗室)에 비치(備置)된 응력(應力)과 변형(變形)의 조건(條件)이 서로 다른 시험장치(試驗裝置) 이용(利用)하여 평면변형시험(平面變形試驗)과 축대칭응력(軸對稱應力) 조건하(條件下)의 삼축압축시험(三軸壓縮試驗)을 실시(實施)하고 이미 조사(調査) 보고(報告)한 바 있는 비트림 단순전단시험(單純剪斷試驗) 결과(結果)와 비교(比較)하여 3차원(三次元) 응력조건하(應力條件下)에서 포화(飽和)된 모래의 전단변형(剪斷變形) 특성(特性)을 검토(檢討)하여 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1) 모래의 내부마찰각(內部摩擦角) ${\phi}_d$는 응력변형(應力變形)의 조건(條件)에 관계(關係)없이 구속압(拘束壓)에 반비례(反比例)한다. 이는 같은 밀도(密度)의 모래라도 구속압(拘束壓)이 낮을 수록 체적변화(體積變化)가 크기 때문이다. 2) 같은 밀도(密度)의 모래라도 응력변형(應力變形)의 조건(條件)에 따라 ${\phi}$값이 다르며 ${\phi}_dTS$는 ${\phi}_dPS$ 및 ${\phi}_dTC$에 비(比)하여 구속압(拘束壓)이 낮을 때 그 영향이 크다. 3) 같은 밀도(密度)와 구속압하(拘束壓下)에서는 ${\phi}_dPS$는 ${\phi}_dTC$ 보다 크고 ${\phi}_dTS$ 보다 작은 값을 나타내는 것을 보아 모래의 전단강도(剪斷强度)는 응력변형(應力變形)의 조건(條件)에 따라 차이가 남을 알 수 있다. 4) 모래의 한계상태(限界狀態)를 나타내는 에너지 소산식(消散式)에 의(依)하면 응력비(應力比)(q/p)와 변형증분비(變形增分比) 관계(關係)는 평면변형시험(平面變形試驗)의 경우 공시체(供試體)의 구속압(拘束壓) 및 밀도(密度)에 관계(關係)없이 동일(同一)한 직선상(直線上)에 존재(存在)한다.