Journal of the Korean Geotechnical Society (한국지반공학회논문집)

Korean Geotechnical Society (한국지반공학회)
권호 표지

Estimation of Undrained Shear Strength Using Piezocone Test

피에조 콘 시험을 이용한 점성토의 비배수 강도 추정

  • 박용원 (명지대학교 토목환경공학과) ;
  • 구남실 (명지대학교 토목공학과) ;
  • 이상익 (㈜상지엔지니어링)
  • Published : 2003.12.01
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Abstract

Undrained shear strength of clay deposit is one of the most important properties in the design of geotechnical structures. The use of piezocone test is rapidly growing due to its merit that can measure the in-situ undrained shear strength continuously with less error. The reliability of the shear strength from piezocone test depends upon the cone factor applied. Many researchers have suggested different ranges of values for the factors. This study performs to find out the validity of the suggested values in Korea and their charateristics related to the mechanical properties of clay. Piezocone tests were performed at the site of pilot project of ground improvement at Yangsan-Mulgeum Gyeongnam to investigate the charateristics of piezocone factors. The piezocone fators$(N_{kt}, N_{ke}, N_{\Delta u})$ based on the undrained shear strength from quick triaxial compression test are generally within the suggested range. And there appears considerable relations between undrained shear strength and $(N_{kt}, N_{ke}, N_{\Delta u})$ and between preconsolidation pressure and $(N_{kt}, N_{ke})$, while plasticity index, rigidity index and friction ratio do not show any relations with cone factors. The results also reveal that factor $(N_{\Delta u})$ shows higher reliability than factors $(N_{kt} and N_{ke})$, which show smaller standard deviation, breadth of change and scattering.

연약지반에 축조되는 구조물 설계에 매우 중요한 지반 특성치인 점토지반의 비배수 전단강도를 깊이에 따라 연속적으로 측정할 수 있는 현장 원위치 시험법으로서 피에조 콘의 활용도가 점점 높아지고 있다. 피에조 콘 시험으로 추정되는 비배수 강도의 신뢰성은 이에 적용되는 콘 계수 값의 신뢰성에 크게 의존한다. 콘 계수에 대한 여러 연구자들의 제안이 우리의 실정에 맞는지 검증하고 점토지반의 특성에 따른 콘 계수 값의 변화 특성을 파악하여 콘 계수 선정에 대한 합리적인 기준을 마련하는 것이 이 연구의 목적이다. 이 연구는 경남 양산물금 지역의 해성점토층을 대상으로 피에조 콘 시험과 비교란 시료에 대한 실내 전단강도시험(일축압축시험, 비압밀 비배수 삼축압축시험)과 압밀시험을 실시하였다. 시험 결과를 이용하여 콘 계수와 점토의 여러 역학적 특성치(비배수 전단강도, 선행압밀압력, 소성지수, 간극수압비, 강성지수, 마찰비)의 관계를 고찰하여 콘 계수 값의 합리적 선정을 위한 기준을 마련하고자 하였다. 연구 결과로부터 얻은 결론으로서는, 상관관계가 비교적 높은 특성치의 짝은 비배수 전단강도와 콘 계수$(N_{kt}, N_{ke}, N_{\Delta u})$, 선행압밀압력과 $(N_{kt}, N_{ke})$, 간극수압비(B$_{q}$ )와 $(N_{ke}, N_{\Delta u})$이었고 선행압밀압력과 $(N_{\Delta u}), B_q와 (N_{kt})$는 상관 관계가 나타나지 않았으며, 소성지수, 강성지수, 그리고 마찰비도 콘 계수와 상관 관계가 없는 것으로 나타났다. 또한, 비압밀 비배수(UU) 삼축압축시험으로 구한 점토의 비배수 전단강도를 기준으로 할 때, 여러 제안자들이 제안한 피에조 콘 시험결과를 이용한 비배수 전단강도 추정에서 $(N_{\Delta u})$가 다른 두개의 콘 계수보다 선행압밀압력의 크기에 상관없이 변화폭, 표준편차 및 분산도가 모두 작아서 신뢰성이 가장 높게 나타났다.

Keywords

References

  1. 박사학위논문, 서울대학교 피에조 콘을 이용한 국내지반의 공학적 특성연구 이선재
  2. 한국지반공학회논문집 v.17 no.6 국내 점성토 지반의 피에조 콘 계수 장인성;이선재;정충기;김명모
  3. Proceedings of the ASCE Specialty Conference In-situ '86: Use of I-situ Tests in Geotechnical Engineering Use of In-situ Tests for Foundation Design on Clay Aas,G.;Lacasse,S.;Lunne,T.;Hoeg,K.
  4. D3441 Standard Method for Deep Quastic-Static Cone and Friction Penetration Tests of Soils ASTM
  5. Massachusetts Institute of Technology, Department of Civil Engineering, Cambridge, Mass, Publication No. R75-56 Theory of Deep site Static Cone Penetration Resistance Baligh,M.M.
  6. Proceedings of the 2nd European Symposium on Penetration Testing v.2 Pore Pressure During Cone penetration Testing Campanella,R.G.;Gillespie,D.G.;Robertson,P.K.
  7. Proceedings of 11th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering v.2 Recent Developments in In-situ Testing of Soils Campanella,R.G.;Robertson,P.K.;Gillespie,D.G.;Greig,J.
  8. Proceedings of 11th Southeast Asian Geotechnical Conference Piezocone Evaluation of Undrained Shear Strength in Clays Chen,B.S.;Mayne,P.W.
  9. Nordisk Geoteknikermote Improved CPTU Correlations Based on Block Samples Karlsrud,K.;Lunne,T.;Brattlieu,K.
  10. International Symposium on Cone Penetration Testing v.2 The use of $c_u$ from Danish Triaxial Tests to Calculate the Cone Factor Kirsten Luke
  11. Proceedings of the International Symposium on Penetration Testing, ISOPT-1 Piezocone Tests in Sensitive Clay of Eastern Canada La Rochelle,P.;Zedbi,P.M.;Leroueil,S.;Tavenas,F.;Virely,D.
  12. Proceedings of the Symposium : From Theory to Practice in Deep Foundations, porto Allegre, Brazil, Oct. 1985 Use of In-situ Tests in North Sea Soil Investigations Lunne,T.;Lacasse,S.
  13. proceedings of 11th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering v.2 Engineering use of Piezocone Data in North Sea Clays Lunne,T.;Christoffersen,H.P.;Tjelta,T.I.
  14. International Journal for Numerical and Analytical Method in Geomechanics v.3 An Analytical Solution for the Consolidation around a Driven Pile Randolph,M.F.;Worth,C.P. https://doi.org/10.1002/nag.1610030302
  15. Proceedings of the ASCE Specialty Conference In-situ '86 : Use of In-situ Tests in Geotechnical Engineering Use of Piezometer Cone data Robertson,P.K.;Campanella,R.G.;Gillespie,D.;Greig,J.
  16. Proceedings of the International Symposium on Penetration Testing, ISOPT-1, Orlando v.2 Axial Capacity of Driven Piles in Detail Soils Using CPT Robertson,P.K.;Campanella,R.G.;Davies,M.G.;Sy,A.
  17. Federal Highway Administration, Report FHWA-TS-78-209 Guidelines for Cone Penetration Test Performane and Design Schmertmann,J.H.
  18. Proceedings of the 2nd European Symposium of Penetration Testing, ESOPT-II, Amsterdam v.2 Strength and Deformation Parameters from Cone Penetration Tests Senneset,K.;Janbu,N.;Svano,G.
  19. D. Phil. thesis, Oxford University An Analytical Study of the Cone Penetration Test Teh,C.I.
  20. Geotechnique v.1 no.41 An Analytical Study of the Cone Penetration Test in Clay Teh,C.I.;Houlsby,G.T.
  21. Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division v.98 no.SM3 Expansion of Cavities in Infinite Soil Masses Vesic,A.S.
  22. Lecture Series on Deep Foundations, Sponsored by the Geotechnical Group Principles of Pile Design Vesic,A.S.