• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.463-470
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• 2016

베인 전단시험은 흙의 교란을 최소화하면서 점성토의 비배수전단강도를 측정하는 간단한 시험이다. 하지만, 본 논문에서는 베인 전단시험기를 이용하여 모래의 배수전단강도를 측정하기 위한 연구를 수행하였다. 건조한 낙동강모래를 원통형 셀에 느슨하거나 조밀한 상태로 재성형한 다음 상부에서 공기압 실린더로 상재하중(overburden pressure)을 25, 50, 75 또는 100kPa 가한 다음 베인(직경 5cm, 높이 10cm)을 회전시켜 회전 모멘트인 최대 토크를 구하였다. 베인 회전 모멘트와 모래 입자의 마찰 저항 모멘트가 평형을 이룬다는 조건을 이용하여 모래의 마찰각을 구하였다. 점토의 경우에는 베인 전단 시 원통형의 회전체 상하면과 주면에 균일한 비배수전단강도인 점착력이 작용한다고 가정하지만, 사질토를 사용한 본 연구에서는 베인 날 주면에서 형성되는 파괴면을 원기둥, 팔각기둥 또는 사각기둥 형태로 가정하여 각각에 대한 마찰각을 계산하였다. 한편, 본 연구에서 제안한 방법을 검증하기 위해 동일한 모래로 직접전단시험을 실시하여 마찰각을 구하였다. 베인 전단시험으로부터 구한 마찰각은 가정한 파괴면의 형태에 따라 느슨한 모래의 경우 24-42도, 조밀한 모래는 33-53도 사이이며, 직접전단시험 결과는 이 범위 내에 속하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권7호
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• pp.87-98
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• 2007

본 연구에서는 DMT를 이용한 비배수 전단강도를 파악하기 위하여 부산신항 점토층에 DMT 시험, 베인전단시험, $CK_0U$ 삼축압축시험을 실시하였다. 시험결과 정규화한 비배수 전단강도비는 삼축시험의 경우 $S_{u(CKU)}/{\sigma}'_v=0.30{\sim}0.35$, 베인전단시험의 경우 ${\mu}S_{u(VST)}/{\sigma}'_v=0.20{\sim}0.22$로 나타났다. 본 연구에서는 현장 베인전단시험 및 삼축압축시험 결과와의 비교를 통해, DMT를 이용하여 비배수 전단강도를 추정하는 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째는 $S_u/{\sigma}'_v$와 횡방향 응력지수의 관계를 이용하는 방법이고, 두 번째는 $N_c-I_D$ 또는 $N_c-E_D$ 관계로부터 비배수 전단강도를 추정하는 방법이다. 베인전단시험 및 삼축시험 결과와 두 가지 추정방법을 비교한 결과, $N_c-I_D$ 또는 $N_c-E_D$ 관계를 이용한 방법이 $K_D$ 이용하는 방법보다 비배수 전단강도를 정확하게 추정하는 것으로 나타났다. 이것은 $I_D$와 $E_D$가 토질상태를 반영하는 $p_1-p_0$항을 포함하고 있어, $N_c$를 이용하는 방법이 토질을 고려한 비배수 전단강도 추정을 할 수 있기 때문으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.77-88
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• 2009

본 연구에서는 부산지역 점토의 비 배수전단강도를 추정하기 위해 현장 및 실내시험을 통해 부산점토의 콘계수를 평가하였다. 이를 위해 부산신항 지역 및 녹산지역에서 $CK_0U$ 삼축압축시험, 베인전단시험, 피에조 콘 관입시험(CPTu) 등을 실시하였다. 시험결과, 현장 점토의 비배수전단강도는 심도에 따라 증가하였으며, 강도증가비는 각각 $S_{u(CKU)}/{\sigma}'_v\;{\fallingdotseq}\;0.26{\sim}0.44$와 ${\mu}_{su(VST)}/{\sigma}'_v\;{\fallingdotseq}\;0.20{\sim}0.23$로 삼축 비배수전단강도가 베인 비배수전단강도에 비해 1.5배 정도 크게 나타났다. 또한 CPTu 시험결과 콘선단저항($q_c$)과 간극수압($u_2$)은 심도에 따라 증가하였으며, 간극수압비($B_q$)는 $0.3{\sim}1.0$정도로 나타났다. 삼축압축 및 베인시험 결과와 CPTu 결과로부터 콘계수를 산정한 후 간극수압비와 비교한 결과, 삼축 비배수전단강도와 베인 비배수전단강도를 추정하기 위한 부산지역 점토의 콘계수는 각각 $5{\sim}20$, $10{\sim}35$로 나타났다. 그리고 콘계수는 간극수압비가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였으며, 이로부터 간극수압비를 이용한 부산점토 콘계수 추정방법을 제안하였다.