논문 : 선형회귀분석을 적용한 강원도 지역 화강암의 일축압축강도 산정

이문세 ( Moon Se Lee ),김만일 ( Man Il Kim ),백종남 ( Jong Nam Baek ),한봉구 ( Bong Koo Han ) 대한지질공학회 2011 지질공학 Vol.21 No.4

일축압축강도는 깎기비탈면이나 지하구조물 등의 설계 및 시공에서 중요하게 취급되는 인자로 인식되고 있으나 실무에서는 일축압축강도를 시험하기 위해 많은 시간과 비용이 소요되는 것이 현실이다. 따라서 일축압축강도에 비해 상대적으로 시험방법이 간단하며 시료성형 시간 및 비용이 적게 소요되는 점재하강도 시험결과를 바탕으로 통계적인 방법의 하나인 선형회귀분석법을 이용하여 일축압축강도를 산정할 수 있는 모델을 제안하였다. 이를 위해, 통계 프로그램의 상관분석을 통해 일축압축강도와 밀접한 인자를 선별하고, 이렇게 선별된 인자들과 일축압축강도의 상관관계를 선형회귀분석으로 공식화하였다. 추가로 모델과 실제 일축압축강도시험으로 구한 결과값을 비교 분석함으로써 제안된 모델의 적합성을 검증하였다. 점재하강도 시험시 얻어지는 인자들과 일축압축강도의 상관관계를 분석한 결과, 일축압축강도에 가장 크게 영향을 미치는 인자는 점재하강도 및 시료의 형상인 것으로 나타났으며, 모델에 의해 산정된 일축압축강도는 일축압축강도시험으로 구한 일축압축강도와 거의 유사한 결과를 보여 주었다. 따라서 본 연구에서 개발된 일축압축강도 산정모델은 연구지역과 같은 화강암질 암반 조건에서 일축압축강도의 산정을 위한 예측모델로서 활용이 가능할 것으로 사료된다. The uniaxial compressive strength (UCS) is an important factor in the design and construction of surface and underground structures. However, the method employed to measure UCS is time consuming and expensive to apply in the field. Therefore, we developed a model to estimate UCS based on a few properties using linear regression analysis, which is a statistical method. To develop the model, valid factors from the test results were selected from a correlation analysis using a statistical program, and the model was formulated by linear regression based on the relationships among factors. UCS estimates derived from the model were compared with the results of UCS tests, to assess the reliability of the model. The relationship between rock properties and UCS indicates that the factors with the greatest influence on UCS are point load strength and shape factor. The UCS values obtained using the model are in good agreement with the results of the UCS test. Therefore, the developed model may be used to estimate the UCS of rocks in regions with similar conditions to those of the present study area.

점하중시험을 이용한 국내 암석의 일축압축강도산정 연구

김학준(Hak Joon Kim) 한국암반공학회 2018 터널과지하공간 Vol.28 No.1

암반에서 공사를 수행하는 경우에는 공사의 안정성 확보를 위하여 대상 암반의 일축압축강도를 정확히 평가해야 한다. 그러나 일축압축강도를 산정하기 위해서는 많은 비용과 시간이 필요하다. 또한 현장에서는 암석의 일축압축강도시험을 수행할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 점하중강도 시험을 이용하여 암석의 일축압축강도를 산정하는 방법이 외국의 많은 연구자들에 의하여 조사되었다. 그러나 외국의 암석에서 얻어진 연구결과를 그대로 국내에서 적용하는 것은 신뢰성에 문제가 있을 수 있다. 본 연구에서는 국내 암석에 대한 점하중강도지수와 일축압축강도의 상관관계를 광범위한 국내외 문헌조사와 실내시험 결과를 통하여 도표로 제시하였다. 본 연구결과는 국내 암석의 일축압축강도를 간편하고 신속하게 추정하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Accurate estimation of the uniaxial compressive strength of rock is very crucial for the safety of construction activities occurring in the rock mass. However, the uniaxial compressive strength test is expensive and time consuming. Moreover, the uniaxial compressive strength test cannot be performed in the field. In order to solve this kind of problem, many foreign researchers investigated the use of the point load strength test for the estimation of uniaxial compressive strength of rock. However, the result of research obtained for rocks from other countries may not be directly applicable for rocks in Korea. The correlation between the point load strength index and the uniaxial compressive strength for rocks in Korea is suggested in the form of table by using the results of the extensive literature reviews and laboratory tests. The suggested result is expected to be used for the simple and quick estimation of uniaxial compressive strength of rocks in Korea.

양생시간에 따른 CLSM의 압축강도 및 압축파 속도 상관성 연구

한우진(Woojin Han),이종섭(Jongsub Lee),조삼덕(Samdeok Cho),김진환(Jinhwan Kim),변용훈(Yonghoon Byun) 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회논문집 Vol.16 No.11

다짐이 어려운 지중매설물의 밀실한 충전을 위해 저강도 및 고유동성의 특성을 갖는 유동성 채움재(Controlled Low Strength Materials, CLSM)의 개발 및 현장적용에 대한 연구가 있어 왔다. 본 연구에서는 압축파 속도 및 일축압축강도를 측정하여 양생시간에 따른 CLSM의 강성 및 강도 특성을 비교하고자 하였다. CLSM의 재료는 모래와 실트, 플라이애쉬, CSA계 시멘트, 및 물을 혼합하여 충분한 유동성 및 낮은 강도를 나타내도록 구성하였으며, 플로우, 단위중량, 일축압축강도와 같은 CLSM의 물리적 특성을 분석하였다. 또한 경화되기 전부터 CLSM의 강성특성을 모니터링하기 위하여 압축파 측정용 셀을 제작한 후, 셀에 트랜스듀서를 접하여 압축파를 측정하였다. 실험결과, 일축압축강도는 양생초기에 크게 증가하였고, 기간이 길어질수록 증가량이 줄어드는 것으로 나타났다. 또한 압축파 속도는 양생기간이 길어짐에 따라 증가하였으며, 일축압축강도와 압축파 속도 사이에는 지수함수 관계를 보여주었다. 본 논문에서 제안된 압축파 측정을 통하여 CLSM의 강성변화를 파악할 수 있으며, 경화가 미완료된 양생초기의 일축압축강도 평가에도 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. The development of Controlled Low Strength Material (CLSM), which is a highly flowable material, has been performed for the application of backfill. The objective of this study is to compare the compressive strength and compressive wave velocity of CLSM according to the curing time. To investigate the characteristics of the CLSM consisting of sand, silt, water, flyash, and CSA cement, uniaxial compression test and flow test were carried out. For the measurement of compressional waves, a cell and a couple of transducers were used. The test results show that the compressive strength increases with the curing time, while the increment of compressive strength decreases with the curing time. In addition, the compressive wave velocity increases with the curing time, and the correlation between the compressive wave velocity and compressive strength is similar to exponential function. This study suggests that the correlation between the compressive wave velocity and compressive strength may be effectively used for the estimation of compressive strength of the CLSM at early curing time.

단위시멘트량 및 함수비에 따른 C.S.G 재료의 일축압축강도 및 수화 특성

김용성 ( Kim Yong-seong ),연규석 ( Yeon Kyu-seok ),김영익 ( Kim Young-ik ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

C.S.G(Cemented Sand and Gravel)재료는 댐 수몰지로부터 쉽게 얻을 수 있는 하상자갈과 원지반으로부터 채취된 굴착토를 물, 시멘트와 함께 혼합한 재료를 총칭하는 것으로, 최근 일본 및 선진국에서는 댐 및 도로 등의 건설재료로 이를 활용하기 위한 연구가 점차 증가하고 있다. 일반적으로 C.S.G 재료는 입도분포, 단위시멘트량, 재령 및 함수비 등과 같은 여러 요소에 의해 특성이 크게 달라지는 것으로 보고되고 있으나 국내에서는 이에 대한 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 입도 조정된 C.S.G 재료의 일축압축강도에 대한 영향인자를 분석하기 위하여 단위시멘트량 및 함수비에 따른 C.S.G 재료의 최적함수비, 건조밀도, 일축압축강도, 탄성계수 및 수화 특성 등을 구명하였다. 실내시험에 사용된 재료는 강원도 춘천시 효자동에 위치한 강원대학교내 신축공사현장의 터파기시 발생된 굴착토로써 선별기를 이용하여 40~25, 20~10, 10~4.76mm 그리고 4.76mm 이하로 선별 분리하여 사용하였고, 일축압축강도를 개선하기 위한 시멘트는 국내 H사의 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 단위시멘트량을 80kg/m³, 100kg/m³ 및 120kg/m³으로 하였다. C.S.G 재료의 다짐 특성과 일축압축강도시험용 표준공시체 제작에 필요한 단위재료량을 결정하기 위한 다짐시험은 최대허용입경을 37.5mm로 제한하고 있는 수정 E 다짐 방법을 채택하였으며, C.S.G 재료에 대한 일축압축강도용 표준 공시체 제작 및 방법에 대한 규정이 명확히 제시되지 않았기 때문에 본 공법과 유사한 RCC(Roller Compacyed Concrete) 공법의 ASTM C 1435에서 규정하고 있는 Hilti Vibrating 방법을 채택하였다. 공시체는 간이식 믹서기를 사용하여 1분간 예비 혼합을 실시하고 가수한 후 3분간의 재혼합을 실시한 후 직경 15cm, 높이 30cm의 콘크리트 몰드에 3층으로 나누어 각 층당 1분간의 진동다짐을 하였으며, 20℃ 항온실에서 소정의 재령까지 양생하였다. 실험결과 단위시멘트량에 따른 최적함수비는 9~9.5%의 범위로서 시멘트를 혼입하지 않은 배합과 거의 유사한 경향을 나타내었다. 일축압축강도는 단위시멘트량이 증가할수록 시멘트를 혼입하지 않은 배합에 비하여 크게 증가하는 것으로 나타났고, 탄성계수 또한 일축압축강도에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 또한 최적함수비 및 최적함수비보다 1% 증가한 함수비에서 거의 유사한 압축강도를 나타내었으며, 최적함수비보다 적은 함수비에서 압축강도가 감소하는 경향을 나타내었다. SEM 및 XRD 시험결과 일반 콘크리트의 수화반응보다는 작지만 단위시멘트량이 증가할수록 수화반응에 따른 수화생성물이 증가하여 압축강도 증진에 기여한 것으로 판단된다.

쥬라기 화강암류에서 발달된 1번 면, 2번 면 및 3번 면의 역학적 특성

박덕원 한국암석학회·(사)한국광물학회 2020 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.33 No.3

화강암 석산에서 1번 면, 2번 면 및 3번 면으로 알려진 세 직교하는 분할면의 강도 특성을 검토하였다. R, G 및 H 공시체는 거창 및 합천 지역에서 분포하는 쥬라기 화강암류의 블럭 샘플로부터 획득하였다. 이들 세 공시체의 장축의 방향은 세 면 각각에 수직이다. 세 면에 대한 판별에 유용한 주요 사항은 다음과 같다. 첫째, R, G 및 H 공시체의 일축압축강도와 관련된 세 그래프의 스케일링 특성을 보여 주는 도면을 작성하였다. 강도의 증가에 따라 세 공시체의 그래프는 H < G < R의 순으로 배열한다. 공시체 내부의 조직 균일도를 지시하는 세 공시체에 대한 그래프의 경사각을 비교하였다. H 공시체(θH, 24.0°~37.3°)에 대한 상기한 각이 세 공시체 중에서 가장 낮다. 둘째, 두 공시체의 평균압축강도의 조합을 나타내는 RG, GH 및 RH 공시체의 세 그래프와 관련된 스케일링 특성을 도출하였다. 다양한 형태를 취하는 이들 세 그래프는 GH < RH < RG의 순으로 배열한다. 섯째, 강도차(Δσt)와 경사각(θ) 사이의 상관도를 작성하였다. 위의 두 파라미터는 -0.003의 지수(λ)를 갖는 지수함수의 상관성을 보여 준다. 두 화강암에서, RH-그래프의 경사각(θRH)이 가장 낮다. 넷째, 세 공시체에 대한 세 종류의 압축강도 그리고 각 공시체에 가해진 압축하중에 평행 배열하는 두 조의 미세균열에 대한 다섯 파라미터 사이의 상관 관계를 보여 주는 여섯 유형의 도면을 작성하였다. 거창 및 합천화강암에 대한 이들 도면으로부터, 빈도수(N, 0.872) 및 밀도(ρ, 0.874)와 함께 총 길이(Lt)에 대한 상관계수(R2)의 평균값(0.877)이 가장 높다. 또한, 세 공시체의 최소(0.768) 및 최대(0.804)의 압축강도에 비하여 평균압축강도와 관련된 상관계수의 값(0.829)이 보다 높다. 다섯째, 거창화강암의 세 공시체에서 발달된 상기의 두 조의 미세균열과 평행한 방향으로 측정한 압열인장강도의 분포 특성을 도출하였다. 관련 도면으로부터, R, G 및 H 공시체에 해당하는 이들 인장강도에 대한 세 그래프는 H(R1+G1) < G(R2+H1) < R(R1+G1)의 순을 보여 준다. 인장강도에 대한 세 그래프의 배열순과 압축강도에 대한 세 그래프의 배열순과 상호 부합한다. 따라서, 세 공시체의 압축강도는 상기한 세 유형의 인장강도와 상호 비례한다. 여섯째, 상기한 세 그래프에서 도출한 각 누적수(N=1~10)에 해당하는 세 인장강도 그리고 각 그래프에 해당하는 다섯 파라미터의 값 사이의 상관 계수를 도출하였다. 10개의 상관도에서 도출한 각 파라미터에 대한 상관 계수의 평균값은 밀도(0.763) < 총 길이(0.817) < 빈도수(0.839) < 평균 길이(Lm, 0.901) ≦ 중앙 길이(Lmed, 0.903)의 순으로 증가한다. 일곱째, 세 공시체에 대한 일축압축강도 그리고 압열인장강도 사이의 상관도를 작성하였다. 상기한 상관도는 세 종류의 압축강도 그리고 다섯 그룹(A~E)의 인장강도를 근거로 아홉 유형으로 분류하였다. 관련 도면으로부터, 최소압축강도를 제외한 평균 및 최대압축강도와 함께 인장강도가 증가할수록, 상관계수의 값은 급격하게 증가한다. The strength characteristics of the three orthogonal splitting planes, known as rift, grain and hardway planes in granite quarries, were examined. R, G and H specimens were obtained from the block samples of Jurassic granites in Geochang and Hapcheon areas. The directions of the long axes of these three specimens are perpendicular to each of the three planes. First, The chart, showing the scaling characteristics of three graphs related to the uniaxial compressive strengths of R, G and H specimens, were made. The graphs for the three specimens, along with the increase of strength, are arranged in the order of H < G < R. The angles of inclination of the graphs for the three specimens, suggesting the degree of uniformity of the texture within the specimen, were compared. The above angles for H specimens(θH, 24.0°~37.3°) are the lowest among the three specimens. Second, the scaling characteristics related to the three graphs of RG, GH and RH specimens, representing a combination of the mean compressive strengths of the two specimens, were derived. These three graphs, taking the various N-shaped forms, are arranged in the order of GH < RH < RG. Third, the correlation chart between the strength difference(Δσt) and the angle of inclination(θ) was made. The above two parameters show the correlation of the exponential function with an exponent(λ) of -0.003. In both granites, the angle of inclination(θRH) of the RH-graph is the lowest. Fourth, the six types of charts, showing the correlations among the three kinds of compressive strengths for the three specimens and the five parameters for the two sets of microcracks aligned parallel to the compressive load applied to each specimen, were made. From these charts for Geochang and Hapcheon granites, the mean value(0.877) of the correlation coefficients(R2) for total density(Lt), along with the frequency(N, 0.872) and density(ρ, 0.874), is the highest. In addition, the mean values(0.829) of correlation coefficients associated with the mean compressive strengths are more higher than the minimum(0.768) and maximum(0.804) compression strengths of three specimens. Fifth, the distributional characteristics of the Brazilian tensile strengths measured in directions parallel to the above two sets of microcracks in the three specimens from Geochang granite were derived. From the related chart, the three graphs for these tensile strengths corresponding to the R, G and H specimens show an order of H(R1+G1) < G(R2+H1) < R(R1+G1). The order of arrangement of the three graphs for the tensile strengths and that for the compressive strengths are mutually consistent. Therefore, the compressive strengths of the three specimens are proportional to the three types of tensile strengths. Sixth, the values of correlation coefficients, among the three tensile strengths corresponding to each cumulative number(N=1~10) from the above three graphs and the five parameters corresponding to each graph, were derived. The mean values of correlation coefficients for each parameter from the 10 correlation charts increase in order of density(0.763) < total length(0.817) < frequency(0.839) < mean length(Lm, 0.901) ≦ median length(Lmed, 0.903). Seventh, the correlation charts among the compressive strengths and tensile strengths for the three specimens were made. The above correlation charts were divided into nine types based on the three kinds of compressive strengths and the five groups(A~E) of tensile strengths. From the related charts, as the tensile strength increases with the mean and maximum compressive strengths excluding the minimum compressive strength, the value of correlation coefficient increases rapidly.

초음파속도를 이용한 암석의 일축압축강도와 탄성계수 예측

최길현(Gilhyun Choi),백승철(Seungcheol Baek) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회논문집 Vol.15 No.2

암석의 일축압축강도와 탄성계수는 암반구조물의 설계에 있어 매우 중요한 해석 변수이다. 그러나 일축압축시험은 시험시편 준비가 어렵고 시간이 오래 걸린다. 그래서 기술자들은 해석변수를 예측하기 위해 초음파속도시험과 같은 실험을 이용한다. 본 연구를 위해 115개의 화성암, 74개의 변성암, 55개의 퇴적암을 대상으로 일축압축시험과 초음파시험을 수행하고 회귀분석하여 일축압축강도와 탄성계수의 관계식을 구하였다. 일축압축강도와 P파속도의 더 좋은 상관성을 구하기 위해 P파속도에 단위중량을 곱한 값을 이용하였다. 초음파속도를 이용하여 일축압축강도와 탄성계수를 구하는 관계식은 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있었다. The uniaxial compressive strength and Young’s modulus of intact rocks are the most important analytical parameters for design of rock mass structures. But the preparation of the samples for uniaxial compressive test is a hard and time consuming task. By using ultrasonic test, engineers can predict the analytical parameters that is the uniaxial compressive strength and Young’s modulus. The uniaxial compressive test and ultrasonic test were carried out 115 samples of igneous rocks, 74 samples of metamorphic rocks and 55 samples of sedimentary rocks and, after regression analysis of the test results, best fit equations for predicting the uniaxial compressive strength and Young’s modulus are proposed. In order to obtain a better correlations coefficient between uniaxial compressive strength and P-wave velocity, the P-wave velocity were multiplied by density values. The proposed equations for predicting uniaxial compressive strength and Young’s modulus using ultrasonic test provide reliable results.

수침이 고결모래의 강도에 미치는 영향

박성식(Park Sung-Sik),김기영(Kim Ki-Young),김창우(Kim Chang-Woo),최현석(Choi Hyun-Seok) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 C Vol.29 No.6

본 연구에서는 먼저 시멘트를 소량 혼합한 고결모래를 대기중에서 재령 3, 7, 14, 21, 28일로 양생한 다음 재령에 따른 일축압축강도 변화를 평가하였다. 그 결과, 시멘트비가 4, 8%로 비교적 낮은 경우,7일까지는 강도가 지속적으로 증가하지만 그 이후에는 점차 감소하는 경향을 보였다. 그리고 시멘트비가 12, 16%로 상대적으로 높은 경우, 7일까지 계속 증가한 강도는 14, 21일까지 비슷한 강도를 나타내지만 28일 강도는 3일 강도보다도 훨씬 감소하였다. 시멘트로 고결된 흙 특히 모래나 자갈을 혼합한 CSG(cemented sand and gravel) 재료는 투수성이 좋기 때문에 양생기간 동안 내리는 강우나 지하수위 변화로 습윤 상태와 건조 상태가 반복될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일정 기간 양생한 후 현장에서 발생할 수 있는 수침과 건조 상태를 반복하면서 고결모래의 일축업축강도를 평가하였다. 그 결과, 27일 동안 대기중에서 양a한 다음 마지막 1일 동안 수침시킨 공시체의 강도는 28일 동안 수침시키지 않고 대기중에서 양생한 공시체보다 최대 35% 정도 감소하였으며, 강도 저하율은 시멘트비가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 양생기간 28일 동안 일정한 간격으로 수침과 건조를 반복할 경우 3회 반복까지는 일축압축강도가 선형적으로 증가하지만 그 이후로는 강도 증가율이 둔화되거나 수화작용에 필요한 수분 부족으로 강도가 오히려 감소하였다. 현장에서 소량의 시멘트를 혼합한 흙으로 시공할 경우 양생기간에 따라 충분한 강도 증가를 얻기 위해서는 양생기간 동안 적절한 습윤 상태를 유지해야 하며, 건습으로 인한 강도 변화를 적절히 설계에 반영해야 한다. In this study, weakly cemented sand was cured at air dry condition with different periods (3, 7, 14, 21, 28 days) and its unconfined compressive strength was evaluated. As a result, the strength of specimens with low cement ratios such as 4 and 8% increases until 7 days curing but, after 7 days, their strength continuously decreases. The strength of specimens with relatively high cement ratios such as 12 and 16% increases up to 7 days curing and then stays almost constant until 21 days. After 21 days curing, their strength suddenly dropped down, which is much lower than the strength of 3 days curing specimen. A cemented sand and gravel called CSG, which is highly permeable, could be exposed to repetitive drying and wetting conditions due to rainfall or groundwater table change during curing. In this study, the weakly cemented sand is exposed to repetitive drying and wetting and then its unconfined compressive strength was evaluated. As a result, the strength of a specimen with 27 days drying condition following 1 day wetting was at maximum 35% lower than the one cured under 28 days drying. The strength degradation due to wetting decreases as a cement ratio increases. However, the strength of a specimen with repetitive drying and wetting increases as the number of wetting increases until 3 cycles. After 3 cycles of drying and wetting, the rate of strength increase decreases due to an insufficient water for hydration or stays constant. If the sufficient water supply is provided to cemented sand during curing, the target or design strength increase can be achieved. Otherwise, the strength degradation due to wetting should be considered at the design stage.

서울⋅경기지역 화강암의 탄성파속도와 탄성계수에 의한 암석의 일축압축강도와의 상관성 연구

손인환,김병국,이벽규,장승진,이수곤 한국재난정보학회 2019 한국재난정보학회 논문집 Vol.15 No.2

연구목적: 본 연구에서는 서울 ․ 경기지역의 화강암을 대상으로 시추조사 시 채취된 암석 시료에서 측정된 물리적 특성 중 탄성파속도와 탄성계수로부터 암석의 일축압축강도와의 상관성을 분석하여 암석의 일축압축강도를 추정하는 것을 목 적으로 한다. 연구방법: 119개의 화강암 시추 코아 시료를 대상으로 탄성파 속도와 탄성계수 그리고 일축압축강도와의 상관관계를 도출하 기 위하여 실내 암석 실험을 실시하였다. 연구결과: 화강암에 대하여 탄성파속도와 일축압축강도 그리고 탄성계수와의 상호 관계를 단순회 귀와 다중회귀로 분석한 결과는 전반적으로 관계식에 나타난 것처럼 신뢰도가 낮음을 확인하였다. 이는 화강암의 구성 입자가 균질하지 못 하여 탄성파속도와 탄성계수를 이용한 압축강도 추정에 대한 활용성이 낮은 원인으로 사료된다. 결론: 본 연구에서 암석의 탄성파속도와 탄 성계수로부터 일축압축강도를 추정하기 위한 상관관계를 분석하기 위하여 단순회귀분석과 다중회귀분석 방법을 이용하였다. 단순회귀분 석은 결정계수(R2)가 0.61~0.67 이었으며 , 다중회귀분석은 0.71로 나타났다. 따라서 다중회귀분석을 이용하여 암석의 일축압축강도를 추 정할 때 다소 신뢰성이 높아질 수 있다. 또한, 향후 탄성파 속도와 탄성계수를 이용한 암석의 일축압축강도를 추정할 때 다양한 통계분석 기 법(회귀분석, 인공신경망, 빅데이터 분석 등)을 활용하면 보다 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있을 것으로 본다. Purpose: The purpose of this study is to attain the correlation analysis and thereby to deduce the uniaxial compressive strength of rock specimens through the elastic wave velocity and the elastic modulus among the physical characteristics measured from the rock specimens collected during drilling investigations in Seoul and Gyeonggi region. Method: Experiments were conducted in the laboratory with 119 granite specimens in order to derive the correlation between the compressive strength of the rocks and elastic wave velocity and elastic modulus. Results: In the case of granite, the results of the analysis of the interaction between the compressive strength of a rock and the elastic wave velocity and elastic modulus were found to be less reliable in the relation equation as a whole. And it is believed that the estimation of the compressive strength by the elastic wave velocity and elastic modulus is less used because of the composition of non-homogeneous particles of granite. Conclusion: In this study, the analysis of correlation between the compressive strength of a rock and the elastic wave velocity and elastic modulus was performed with simple regression analysis and multiple regression analysis. The coefficient determination (R2) of simple regression analysis was shown between 0.61 and 0.67. Multiple regression analysis was 0.71. Thus, using multiple regression analysis when estimating compressive strength can increase the reliability of the correlation. Also, in the future, a variety of statistical analysis techniques such as recovery analysis, and artificial neural network analysis, and big data analysis can lead to more reliable results when estimating the compressive sterength of a rock based on the elastic wave velocity and elastic modulus.

친환경고화재와 탄소섬유 보강토의 일축압축강도 특성

오세욱,양승환,김홍석 한국지반환경공학회 2024 한국지반환경공학회논문집 Vol.25 No.8

본 연구에서는 풍화토 비탈면에서 발생하는 세굴 및 표층 붕괴 면의 표층 보강을 목적으로 탄소섬유와 친환경고화재(E.S.B.)를 혼합하여 일축 압축강도 시험을 수행하였다. E.S.B.와 탄소섬유의 최적 배합비를 결정하기 위해 E.S.B.는 10%, 20%, 30%의 조건을 설정하였고, 탄소섬유는 0.3%, 0.6%, 0.9%, 1.2%로 설정하였다. 또한, 건조밀도 및 재령 기간에 따른 일축 압축강도 변화를 분석하기 위해 최대건조단위 중량의 85%, 95%를 적용하고 재령 기간 3일, 7일, 28일로 설정하였다. 비탈면 표층 보강을 위한 기준 강도는 ACI 230.1R-09(2009)에서 7일 기준 4MPa, 28일 기준 6MPa로 제안하고 있다. 압축시험 결과 E.S.B. 보강토의 일축 압축강도는 다짐도 95%인 경우 E.S.B. 혼합비율 10% 이상에서 기준 강도를 충족하는 것을 알 수 있다. 또한, 친환경고화재(E.S.B.) 보강토에 탄소섬유를 혼합한 결과 일축 압축강도에 의한 항복점 이후 탄소섬유를 혼합한 조건에서 연성 형태의 파괴 형상이 나타나 항복 이후 발생하는 전도에 대하여 보완할 수 있으며, 탄소섬유 0.6% 혼합비율에서 최대강도를 발현하는 것으로 분석되었다. 탄소섬유 보강토는 탄소섬유를 혼합하지 않은 조건과 비교하여 일축 압축강도가 약 54~70%의 강도증가율이 나타났다. In this study, to reinforce the surface layer of weathered soil slopes where erosion and collapse of surface layer occur, compression strength tests were conducted by mixing carbon fiber and eco-friendly stabilizer (E.S.B.) To determine the optimal mixing ratio of E.S.B. and carbon fiber, E.S.B. was set at conditions of 10%, 20%, and 30%, and carbon fiber at 0.3%, 0.6%, 0.9%, and 1.2%. Additionally, to analyze the changes in compressive strength according to dry density and curing period, 85% and 95% of the maximum dry unit weight were applied, and curing periods were set to 3 days, 7 days, and 28 days. The standard strength for surface layer reinforcement of slopes is proposed as 4 MPa at 7 days and 6 MPa at 28 days according to ACI 230.1R-09 (2009). The compression test results showed that the unconfined compressive strength of E.S.B. reinforced soil met the standard strength at an E.S.B. mixing ratio of 10% or more for 95% compaction. Moreover, when carbon fiber was mixed with E.S.B. reinforced soil, a ductile fracture pattern was observed after the yield point due to compressive strength, indicating that the mixture could compensate for post-yield failure. It was analyzed that the maximum strength is exhibited at a carbon fiber mixing ratio of 0.6%. The unconfined compressive strength of carbon fiber reinforced soil increases by approximately 54-70% compared to the condition without carbon fiber.

GSI를 이용한 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력 산정

조천환(Cho Chun Whan),이혁진(Lee Hyuk Jin) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 C Vol.26 No.1

대부분의 설계지침서에서는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력을 산출하기 위하여 암석의 일축압축강도를 사용한다. 그러나 최근에 도로교 설계기준 해설(대한토목학회, 2001)과 AASHTO 설계지침서(2000)에서는 현장조건을 보다 잘 반영할 수 있도록 RQD를 적용하여 산출한 암반의 일축압축강도를 사용하도록 개정되었다. 그런데 RQD를 이용하여 암반의 일축압축강도를 산정하는 식을 국내의 주요 기반암에 적용하는 데에 문제가 제기되었고, 여기에는 RQD 자체의 문제점, 즉 지하수, 절리면 상태 등을 반영하지 못한다는 점도 포함되었다. 결국 도로교 설계기준 해설(2001)은 암석의 일축압축강도를 이용하여 주변저항력을 산정하는 방법으로 다시 개정되었다(한국도로공사, 2002). 본 연구에서는 암석의 일축압축강도와 현장 암반의 일축압축강도를 연관시키는 수단으로 제시되어 있는 기존의 여러 방법을 비교ㆍ검토하였으며, 이 가운데 신뢰도가 있는 것으로 평가되고 있는 Hoek-Brown 파괴 규준을 이용하여 암반의 일축압축강도 추정식을 제시하였다. 또한 이를 이용하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력 예측 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 현장타설말뚝의 재하시험 데이터를 이용하여 기존의 여러 방법으로 구한 주면저항력과 비교한 결과 신뢰도가 있음을 알 수 있었다. It is common to use the unconfined compressive strength (UCS) of intact rock to estimate the shaft resistance of rock socketed drilled shaft. Therefore the most design manuals give a guide to use the UCS of rock core to estimate the shaft resistance of rock-socketed drilled shaft. Recently, however the design manuals for highway bridge (KSCE, 2001) and of AASHTO (2000) were revised to use the DCS of rock mass with RQD instead of the UCS of rock core so that the estimated resistance could be representative of field conditions. Questions have been raised in application of the new guide to the domestic main bed rock types. The intrinsic drawbacks in terms of RQD were comprised in the questions, too. As the results, in 2002 the new guide in the design manual for highway bridge (KSCE, 2001) were again revised to use the UCS of rock core to estimate the shaft resistance of rock-socketed drilled shafts. In this paper, various methods which can estimate the UCS of rock mass from intact rock core were reviewed. It seems that among those, the Hoek-Brown method is very reliable and practical for the estimation of the UCS of rock mass from rock cores. As the results, using the Hoek-Brown failure criterion a modified guide for the estimation of the shaft resistance of rock-socketed drilled shafts was suggested in this paper. Through a case study it is shown that the suggested method gives a good agreement with the measured data.