인공적으로 고결화한 복합 지반재료(CGM)의 압축 거동

• 영문명: Compression Behaviors of Artificially Cemented Composite Geo-Materials
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 안재훈 김유석 김윤태 Ahn, Jaehun Kim, Yusuk Kim, Yun-Tae
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』12권4호, 93~100쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2012.08.31

국문 초록

건설재료로서의 해상 준설토 재활용에 대한 연구가 관심의 대상이 되고 있다. 이의 대표적인 예는 경량토로서 자연 준설토에 air foaming agent를 첨가하여 단위중량을 낮추어 자중으로 인한 토압을 줄이려는 시도이다. 하지만 경량토는 자연 준설토에 기포가 들어가 있는 형태이므로 그 강도가 준설토 보다 낮아 적용성에 한계를 가지며, 이에 따라 경량토의 강도를 증진시키기 위한 일환으로 저회, 시멘트 등의 다른 물질과 경량토를 혼합하여 사용하려는 시도 및 연구가 진행되어 왔다. 지반재료가 자연적으로 혹은 인공적으로 고결화(cementation)되는 경우 고결화의 영향으로 높은 강도를 가지게 되지만, 강도가 최고점에 도달한 이후에는 고결화 구조가 파괴되어 강도가 감소하게 되고 이에 따른 잔류강도는 최대 강도보다 낮게 되는 경향을 보인다. 이와 같이 변형률 연성화(strain softening)가 명확한 재료의 경우, 지반재료의 구성모델로 많이 사용되는 쌍곡선(hyperbolic) 모델이나 수정 Cam-Clay 모델 같은 기존의 구성모델로는 모사가 불가능하거나 극히 제한적이다. 본 연구에서는 CGM 재료의 일축압축 거동을 관찰하고, 이를 모사하기 위한 구성모델로서 기존 쌍곡선식을 변형한 모델을 제안하고, 실내시험에 근거하여 모델계수를 산정하는 과정을 보인다.

영문 초록

The lightweight soil is an artificially treated soil with air form to reduce the unit weight - therefore making a good backfill material - but is often cement-treated to ensure enough strength. This artificially treated soil has been evolved to be more environment-friendly by using the dredged soft soil and mixing with the bottom ash therefore taking care of by-products of offshore construction and coal production. One of the unique characteristic of this family of Composite Geo-Material(CGM) is that they show drastic strain softening in their stress-strain curves, whose constitutive relations are not properly modeled by casual constitutive models, such as conventional hyperbolic or modified cam-clay model. A new set of modified hyperbolic equations is developed to model CGM materials, and its model parameters are presented based on the results of laboratory tests.

키워드

변형률 연성화 구성모델 수정 쌍곡선 모델 친환경 지반재료 Strain softening Constitutive model Modified hyperbolic model Environment-friendly geo-material