DOI QR코드

DOI QR Code

Penetration-type Bender Element Probe for Stiffness Measurements of Soft Soils

연약지반 강성측정을 위한 벤더 엘리먼트 프로브

  • 정재우 (경희대학교 토목공학과) ;
  • 오상훈 (경희대학교 토목공학과) ;
  • 김학성 (경희대학교 토목공학과) ;
  • 목영진 (경희대학교 토목건축대학)
  • Received : 2007.12.11
  • Accepted : 2008.01.10
  • Published : 2008.03.31

Abstract

Ground stiffness(shear wave velocity) is one of the key parameters in geotechnical earthquake engineering. An In-situ seismic technique has its own advantages and disadvantages over the others in stiffness measurements. By combining the crosshole and seismic cone techniques and utilizing favourable features of bender elements, a new hybrid probe has been developed in order to enhance data quality and easiness of testing. The basic structure of the probe, called "MudFork" is a fork composed of two blades, on each of which source and receiver bender elements were mounted respectively. To evaluate the disturbance caused by the penetration of the probe, shear wave velocity measurements were carried out in the Kaolinite slurry in the laboratory. Finally, the probe was penetrated in coastal mud near Incheon, Korea, using SPT(standard penetration test)rods pushed with a routine boring machine and shear wave velocity measurements were carried out. The results were verified with data from laboratory and cone testing. The performance of the probe turns out to be excellent in terms of data quality and testing convenience.

지반의 강성도 또는 전단파 속도는 지반의 내진 설계 및 해석에서 중요한 인자 중의 하나이다. 현장 강성도를 측정하기 위한 탄성파 기법은 서로 다른 그만의 장단점을 갖고 있다. 이 연구에서는 데이터의 질과 시험의 수월성을 증진시키기 위해 벤더 엘리먼트의 특성과, 탄성파 기법 중 크로스홀과 탄성파 콘의 장점을 조합하여 새로운 프로브를 개발하였다. 머드포오크(MudFork)로 명명한 이 프로브이 기본 구조는 두 개의 블레이드(blade)로 이루어진 포오크 형태이다. 두 블레이드에 발진자와 감지기 엘리먼트가 각각 장착되었다. 실내 카올리나이트 토조에서 이 프로브가 지반에 관입될 때 야기되는 교란도를 규명하였다. 이 프로브를 인천의 한 연약지반에 일반 시추기를 이용하여 SPT(standard penetration test) 롯드로 관입하고 깊이별 전단파를 계측하였다. 이 계측된 전단파를 실내 시험과 콘 관입시험의 데이터로 검증한 결과 이 프로브는 데이터의 질과 시험의 수월성면에서 탁월한 현장 전단파 계측 장비로 평가된다.

Keywords

References

  1. 김홍종, 선창국, 조성민, 허열(2005) SCPT에서 지반의 깊이별 전단파 속도 결정 과정에 대한 분석. 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제25권, 제3호, pp. 201-214
  2. 목영진, 정재우, 한만진(2006) 연약지반 강성측정을 위한 벤더엘리먼트의 현장 적용성 연구. 한국지반공학회 논문집, 한국지반공학회, 제22권, 제11호. pp. 37-45
  3. 목영진, 정재우, 한만진(2007) 연약지반 강성측정을 위한 매설형 계측기에 대한 연구. 한국지반공학회 봄 학술발표회 논문집, 한국지반공학회, pp. 268-275
  4. 박동선(2008) 실트질 세립토의 비배수강도와 전단 탄성계수의 상관관계. 박사학위논문, 경희대학교
  5. 조성호, 목영진, 장현삼(2000) 지반의 동적 물성치 측정을 위한 탄성파 기법과 결과의 이용. 한국지반공학회 논문집. 한국지반공학회, 제16권, 제2호, pp. 34-42
  6. Jamiolkowski, M., Ladd, C. C., Germaine, J. T., and Lancellotta, R. (1985) New developments in field and laboratory testing of soils. Proceedings of the 11th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, SanFrancisco, Vol. 1, pp. 57-153
  7. Jung, J. W., Park, C. S., and Mok, Y. J. (2008) Development of buried sensors for stiffness measurements of soft clays using bender elements. Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics IV, Sacramento, USA(accepted)
  8. Park, C. S., Jung, J. W., and Mok, Y. J. (2008) Development and applications of in-hole seismic method to measure shear wave velocity of subsurface materials. Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics IV, Sacramento, USA (accepted)
  9. Robertson, P. K. and Campanella, R. G. (1998) Guidelines for using the CPT, CPTU and Marchetti DMT for geotechnical design. U.S. Department of Transportation. Report No. FHWA-PA-87-022+84-24. Vol. 2