점성토의 변형특성을 연구하기 위하여 공진주(RC)시험과 비틀전단(75)시험을 저변형률 및 중간 변형률하에서 실시하여 변형률의 크기,진동주파수,하중반복회수의 영향을 살펴보았다. 소 성지수가 이들의 영향을 평가하는데 중요한 변수임을 알 수 있었다. 실험에 사용된 시료로는 불 교란 실트 및 점토와 실험실에서 다져진 노상토를 사용하였다. 선형한계변형률이하에서 전단탄 성계수는 하중반복회수와 변형률의 크기에 영향을 받지 않았으며, RC시험에서 얻은 최소감소비가 1.1%에서 1.7%영역에서 존재하였다. 점성토의 선형한계변형률은 구속압과 소성지수에 따라 증가하였으며 사질토와 비교하여 넘은 선형영역을 보였다. 반복한계변형률이상의 변형률하에서는 전단탄성계수는 하중반복회수에 따라 감소하였지만 감쇠비는 영향을 받지 않았다. 진동주파수의 영향에 의해 RC시험에서 얻은 점성토의 전단탄성계수와 감쇠비는 RC시험결과보다 컸다. 전단탄성계수는 진동주파수의 대수증가에 따라 선형적으로 증가하였고 감쇠비의 경우 2Hz이하의 저주파수영역에서는 영향을 받지 않았다.
다양한 입도 분포의 화강암 풍화토(화강토)에 대하여 각종 보강재와의 경계면 마찰계수를 얻기 위하여 직접전단시험을 수행하였다. 이 직접전단시험에 사용한 보강재는 강재편평대상보강재 (smooth steel strip)와 표면이 거친 합성형 Paraweb(friction tie) 및 폴리에스터 직포(woven geotextile) 등이다. 함수비 변화에 따라 화강토의 전단강도가 변화하는 점을 감안하여 현장조건 중 최악의 상태인 포화도 100%로 하였으며, 직접전단시험의 특성상 배수조건을 전제로 하였다. 또한 현장의 다짐 효과에 대한 영향을 고려하여 수정다짐 95% 조건을 적용하였다. 그 결과 미세립자 함유율이 클 수록 마찰계수비가 증가하며, 표면이 거친 보강재(friction tie and geoteztile)가 표면이 편평한 강재 보강재(smooth steel strip)에 비하여 마찰계수비가 매우 크게 나타남을 발견하였다. 이에 따라 배수상태를 유지하고 표면이 거친 보강재를 사용한다면 미세립자 함유량이 36% 정도인 화강토일지라도 보강토 뒤채움재료로 활용이 가능하다.
본 연구에서는 도로 성토현장에서 파 기반의 비파괴시험법과 관입시험의 현장 다짐품질 측정에 대한 적용성을 평가하였다. 현장에서 다짐 노상토의 물리 역학적 특성을 평가하기 위해 흙강성 측정기(SSG), 시간영역 반사측정기(TDR), 소형 전기-기계 시스템(MEMS) 가속도계 등의 비파괴시험을 이용하여 다짐 전후 흙의 응답을 평가하였고, 동적 콘관입시험기(DCP)를 이용하여 다짐 후 전단특성을 평가하였다. 현장시험은 두 가지 흙의 종류에 대해 네 가지의 다짐장비 및 다짐에너지로 조성된 성토지반에서 수행되었다. 시험결과, 조사 매커니즘이 다른 시험법인 SSG, TDR, MEMS 가속도계 및 DCP로 측정된 흙의 파라메터들은 상호 연관성이 있는 것으로 분석되었으며, 다짐지반의 전체적인 품질 및 공학적인 응답을 고려하여 시험 방법들을 현장에 적용할 경우, 기존의 다짐도 평가 방법들을 대체 또는 보완하여 현장에서 신속한 다짐품질 평가를 수행할 수 있는 것으로 나타났다.
뒷채움 다짐한 옹벽에 저해 침투빙가 주동토압에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 책험과 이론해석에 의하여 연구가 수행되었다. 다짐방법이 모래의 투빙성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 특별히 고안된 정수두 투수시험장치와 전기전도도 측정법에 의하여 실험이 행해졌다. 실험결과, 다짐방상에 직각인 방향과 평행한 방향의 투수계수의 비(kz/ky)는 공소비와 반대수방안지에서 직선관계로 보이고, 상대밀도가 90% 이상에서는 kz/ky의 값이 2-4로 나타났다. 이 때 다짐방법은 투수계수에 별다른 영향을 주지 않았으며, 굵은 모래보다 가는 모래에서 이방성이 크게 나타났다. 이방성 침투가 주동토압에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 확장된 Gray 이론에 실험결과를 적용하여 보았다. kz/ky의 값이 클수록 주동토압의 크기는 작아지고, 벽면마찰의 영향은 크지 않았다.
본 연구에서는 다짐 재료의 강도특성에 나타나는 이방성과 그 정도를 명확히 밝히기 위해 다짐 재료로 널리 사용되는 화강풍화토를 이용해 포화, 불포화 상태에서 삼축압축시험을 실시했다. 공시체는 다짐도 $D_c$=90%가 되도록 다짐한 후 ${\sigma}_1$ 방향과 퇴적면이 이루는 각도로 정의되는 ${\delta}$가 $0^{\circ}C$, $45^{\circ}C$, $90^{\circ}C$가 되도록 제작되었다. 실험결과, 불포화토의 전단강도에 미치는 흡입력(suction)의 기여율에는 ${\delta}$ 의존성이 확인되지 않았고, 다짐재료의 전단강도에 나타나는 이방성은 포화시보다 불포화시에 현저히 나타나는 것으로 평가되었다. 또한 실험을 통해 도출된 결과를 이용해, ${\sigma}_1$ 방향과 퇴적면과 이루는 각도 ${\delta}$가 서로 다른 불포화토의 전단강도를 간단히 추정할 수 있는 방법을 제안하였다.
Six study sites in Gumi, Goryeong in Gyeongbuk province and Naju in Jeonnam province were selected to investigate soil properties of poorly drained horizons in paddy soils. The horizons were re-established layers which were parent material layers originated from fluvial deposits. Topsoil layers were differentiated from piled parent materials while soil structure of the topsoil layer was massive with striated microstructure. Compaction at soil re-establishment and a lack of structure and aggregate development in these soils may cause the limitation of vertical water movement and result in poorly drained horizons. Soil samples were taken from paddy fields with top soils of sandy loam, silt loam and silty clay loam and re-established soils of coarse and fine texture. The samples were taken from each horizon for the analyses of soil chemical and mineral properties. Soils with re-established soils of coarse texture had greater amounts of sands from top soil texture distributions, while soils with fine texture had greater amounts of silts. Chemical properties of top soils were analyzed from rice cultivated soils at the time of re-establishments and one year after the re-establishments. The coarse texture of the re-established horizons decreased in EC values from 0.23 to $0.11(dS\;m^{-1})$, available phosphate values from 112 to $54(mg\;kg^{-1})$, and exchangeable Ca values from 6.6 to $4.9(cmol_c\;kg^{-1})$. On the other hand, soils with fine texture showed decrease only in pH and exchangeable Ca values. Especially, organic matter and available phosphate contents showed heterogeneous distributions from each horizon. This result may be caused by mixture of plough layer and subsurface layer during and consolidation. Hydraulic conductivity values were low at the boundaries of top soil and parent material layers except SL/coarse soil. Soil microstructure was massive structure without soil clods or pores and showed striated structure. Therefore, re-established paddy fields with fluvial deposits as parent material layers showed limited vertical movements of soil water because of occurrence of compacted layers and less-development of soil clods and aggregates.
This study was attempted to investigate the effects of delayed compaction on the unconfined compressive strengh and dry density of Soil-cement mixtures. Soil-cement construction is a time-consuming procedure. Time-delay is known as a detrimental factor to lower the quality of soil-cement layer. A laboratory test was performed using coarse and fine weathered granite soils. The soils were mixed with 7% cement at optimum moisture content and excess moisture content in part. Socondary additives such as lime, gypsum-plaster, flyash and sugar were tried to counteract the detri-mental effect of delayed compaction. The specimens were compacted by Harvard Miniature Compaction Apparatus at 0,1,2,4,6 hors after mixing. Two kinds of compactive efforts(9 kgf and 18 kgf tamper) were applied. The results were summarized as follows: 1.With the increase of time delay, the decrease rate of dry density of the specimen compacted by 9 kgf tamper was steeper than that of the specimen compacted by 18kgf tamper. In the same manner, soil-B had steeper decreasing rate of dry density than soil-A. 2.Based on the results of delayed compaction tests, the dry density and unconfined compressive sterngth were rapidly decreased in the early 2 hours delay, while those were slowly decreased during the time delay of 2 to 6 hours. 3.The dry density and unconfined compressive strength were increased by addition of 3% excess water to the optimum moisture content during the time delay of 2 to 6 hours. 4.Without time delay in compaction, the dry densities of soil-A were increased by adding secondary additives such as lime, gypsum-plaster, flyash and sugar, on the other hand, those of soil-B were decreased except for the case of sugar. 5.The use of secondary additives like lime, gypsum-plaster, flyash and sugar could reduce the decrease of unconfined compressive strength due to delayed compaction. Among them, lime was the most effective. 6.From the above mentioned results, several recommendations could be suggested in order to compensate for losses of unconfined compressive strenght and densit v due to delayed compaction. They are a) to use coarse-grained granite soil rather than fined-grained one, b) to add about 3% excess compaction moisture content, c) to increase compactive effort to a certain degree, and d) to use secondary additives like line gypsum-plaster, flyash, and sugar in proper quantity depending on the soil types.
Riew와 Sposito의 차원 분열 모델을 적용하여 토양과 상토를 대상으로 다공성 매체의 공극 분포와 보수력 비교를 시도하였다. 토양 시료는 라이시메터에서 2" 코아로 채취하였다. 상토 시료는 코코피트, 제올라이트 및 펄라이트를 혼합하여 아크릴 코아(100 mL)에 충진하여 조제하였다. 식 D=log(N)/log(1/r)를 포함한 차원 분열 모델에 의한 계산 Excell 프로그램을 작성하고, 이에 의해 분획된 다공성 매질을 이루는 보다 작은 크기(부피)의 매질 분획 상수인 N 값과 자기유사 비율 r 값을 얻었다. 이에 의해 대상 토양과 상토의 공극 분포와 빈도에 대한 자료를 얻을 수 있었다. 그 결과 라이시메타 토양은 상토 보다 더 넓은 공극 분포를 갖으며, 이에 비해 평균 공극크기는 상토 보다 라이시메타 토양에서 적은 것으로 해석되었다. 또한 공극크기(${\gamma}$) 분포에 따른 토양, 상토의 보수력은 토양은 상당한 단계의 토양수분이 빠져 나갔을 때 포장용수량(FC, 30kPa) 상태에 이르고, 상토는 비교적 적은 단계에서 포장용수량에 이르는 것으로 나타났다.
It is one of the most economical method of soil stabilization works to compact soil, which increases soil density artificially. Compaction effort is to lessen void of soils, and consequently its aim is to enlarge friction and cohesion force, and reduce permeability of soil. Factors in compaction effort are moisture content, grain size, grain size distribution, physical properties, compaction method and temperature of soils etc. The results obtained in this study on the effects that grain size, gradation and physical properties influence upon compaction effort for 20 samples under the constant compaction method, are summarized as follows: 1. The bigger the maximum dry density is, the smaller the optimum moisture content is, on the other hand, the smaller the maximum dry densityis, the bigger the optimum moisture content is, ingeneral. 2. The coarser the grain size is, the bigger the maximum dry density is, and the optimum moisture content becomes small, and dry density-moisture content curve has the sharp peak, generally. Also, the finer the grain size is the smaller the maximum dry density is, and the optimum moisture content shows the big value, and dry density-moisture content curve has the dull peak. 3. The maximum dry density shows the biggest value on the sample to be about 15% of particles finer than No. 200 sieve. The more the percent passing of No. 10 sieve increase, the smaller the maximum dry density is. Soils which have uniformity coefficient less than 5 in particles larger than 0.074mm hardly show dry density-moisture content curve. 4. There is a relation which is ramax=2.3948-0.0376 Wopt between the maximum dry density and the optimum moisture content, namely, the maximum dry density is increased in proportion to decrease of the optimum moisture content. 5. There are relations to be the straight lines which the maximum dry density decrease, on the other hand, the optimum moisture content increase in accordance with enlargement of Atterberg Limit(LL, PL, PL) in compacted soils.
노상토의 변형특성은 포장체의 역학적 해석 및 설계에서 매우 중요한 입력물성치다. 본 연구에서는 시편 성형방법에 따른 국내 노상토의 변형특성 평가를 위하여. 다양한 성형기법을 적용하여 만들어진 시편에 대한 공진주시험을 수행하였다. 시편 성형방법에 따라서 최대탄성계수는 영향 받았으나 정규화탄성계수 감소곡선은 영향받지 않았다. 시편 성형기법의 영향은 구속응력이 증가할 수록 감소하였다. 시편 성형방법에 따른 탄성계수의 평균적인 최대편차는 16.8%로 나타났다. 동일한 함수비 및 건조단위중량 조건에서 선회다짐과 충격다짐으로 성형된 시편의 탄성계수 차이는 5.2% 이내로 매우 작았다. 충격다짐의 장점은 선회다짐에 비하여 보다 간편하고 시편성형 장비비용이 저렴하여 실무적용성이 우수함을 고려하여 설계입력물성치 결정을 위한 시편성형기법으로서 충격다짐기법을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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