벤더엘리먼트와 삼축시험을 통한 모래의 전단강도 및 포아송비 특성 규명

Abstract

본 연구에서는 벤더엘리먼트가 장착된 삼축시험장비를 이용하여 모래에 대한 일련의 압밀배수시험을 수행하여응력, 변형률, 그리고 전단파속도를 측정하였으며 이로부터 전단강도와 포아송비의 특성을 분석하였다. 분석 결과,전단파속도로부터 계산된 최대전단탄성계수와 파괴시의 축응력과 반경방향 응력의 합으로 정의되는 유효수직응력과는 고유한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 도출된 경험식은 전단파속도와 전단강도 그리고 마찰각간의 상관관계를 나타내므로 매우 유용하다고 판단된다. 나아가 본 연구에서는 측정된 축변형률과 체적변형률로부터 모래의 포아송비를 측정하였다. 포아송비는 변형률과 체적변화에 큰 영향을 받으며 0.15～0.6까지 변형률에 따라서 크게 증가하는것으로 나타났다. 특히 0.2% 미만의 축변형률에서는 대략 0.25～0.4으로 기존 문헌에서 제시된 0.3～0.35를 크게 벗어나지 않지만 1% 이상의 변형률에서는 0.5～0.6으로 문헌에서 제시된 값은 포아송비를 크게 과소예측하는 것으로나타났다.