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동결토의 일축압축강도와 전단강도 상관관계 분석에 관한 연구
강재모(Jae-Mo Kang),이장근(Jang-Guen Lee),이준용(Joonyong Lee),김영석(YoungSeok Kim) 한국지반신소재학회 2013 한국지반신소재학회 논문집 Vol.12 No.3
동결토는 물과 얼음의 상변화에 따라 일반적인 흙과는 다른 거동을 보이며, 동결토의 강도는 온도, 함수비, 시간, 토질 특성등 다양한 인자에 의해 영향을 받는다. 특히 지반이 동결되는 경우, 얼음과 흙 입자의 결합력에 의해 높은 강도 특성을 보이며, 이때의 전단강도는 흙의 구조적 결합에 영향을 미치는 얼음과 세립분의 함량에 따라 달라지며, 이로 인해 점착력이 동결토의 전단강도에 미치는 영향은 증가한다. 본 논문에서는 동결조건에서 직접전단시험과 일축압축강도시험을 실시하여 온도에 따른 흙의 강도 특성을 확인하였으며, 점착력과 일축압축강도와의 상관관계를 확인하였다. The mechanical behavior of frozen soils is different from that of unfrozen soils due to the phase change between water and ice. The strength characteristics of frozen soils are governed by the intrinsic material properties such as grain size, ice and water content, air bubbles, and by externally imposed testing conditions such as temperature, freezing time, and strain rate. Especially, the strength of the frozen soils is generally higher than that of unfrozen soils due to ice binding capacity with soil particles, and is strongly affected by a highly complex interaction between the solid soil skeleton and the pore matrix, composed of ice and unfrozen water. In this study, the direct shear test and unconfined compression test are carried out inside of a large-scaled freezing chamber, and the relationships between cohesion and unconfined compression strength under various freezing temperature conditions are discussed.
강재모(Jae-Mo Kang),김영석(YoungSeok Kim),이장근(Jangguen Lee) 한국지반신소재학회 2013 한국지반신소재학회 논문집 Vol.12 No.1
동결 지반에서 발생하는 동상(frost heave)은 지반의 부등융기를 야기하고, 이때 발생하는 동결하중에 의해 동절기 도로 및 기초 구조물에 피해를 가져온다. 이러한 동결 피해를 방지하기 위해 동상 예측이 필요하다. 대부분의 동상 예측 방법은 경험과 지식을 갖춘 전문가의 수치해석에 의존하고 있어 현장에서 활용성이 낮다. 본 논문에서는 동결지반 피해의 주요 원인인 지반의 동상량을 예측하기 위해 기본적인 지반 물성 데이터를 이용해 동상량을 계산할 수 있는 방안을 제시하였으며, 실내 동상 실험결과와의 비교 분석을 통해 제안된 계산식의 신뢰성을 검토하였다. Frost heave occurs when ground temperature decreases under 0℃ and soil volume expands, which causes roadway and buried pipe line failure due to differential heaving. There are several models to predict volumetric strain caused by frost heave, but they requires expertises who have professional background and experience related to numerical analysis. This study presents an evaluation method to predict volumetric strain caused by frost heave with fundamental physical properties of soils. The evaluation method is assessed with experimental results.