한계상태설계법 지반정수 산정을 위한 풍화대 강도특성 측정장치의 개발 및 현장적용에 관한 연구
Development and Field Application of Apparatus for Determination of Limit State Design Strength Characteristics in Weathered Ground
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지반구조물에 대한 한계상태설계법의 적용에 있어서 단위중량, 포아송비, 변형계수, 점착력 및 내부마찰각 등은 설계의 정확성 및 신뢰도 향상에 매우 큰 영향을 미치는 지반특성값이다. 특히 풍화토 및 풍화암 등 풍화대에 지반구조물이 위치하게 될 경우 이들 지반특성값 중에서도 점착력과 내부마찰각이 구조물과 지반의 하중 및 저항계수를 판정하는데 매우 높은 연관성이 있으며 따라서 공내전단시험과 같은 현장시험으로부터 구해지는 이들 지반정수의 정확한 산정은 지반구조물의 최적설계를 좌우하는 중요한요소이다. 본 연구에서는 국내 38개 시공사례 분석을 통해 이들 지반정수들의 설계적용 사례를 검토, 현장시험의 중요성을 확인하였으며 이를 토대로 ASTM에서 규정하는 모든 표준절차를 반영하는 새로운풍화대 강도특성 측정장치를 개발하였다. 또한 본 장비의 현장적용을 통해 시험장비 및 시험자의 주관적오류에 의한 오차발생 가능성을 최소화한 장비의 개선성능을 확인하였으며, 이를 토대로 한계상태설계법의 적용 시 핵심 지반특성값의 정량적 산정을 위한 기틀을 마련하였다.
Abstract
Applying the limit state design method to geotechnical structures, accuracy and reliability of its design are mainly affected by parameters for geotechnical site characteristics, such as unit weight, Poisson’s ratio, deformation modulus, cohesion and frictional angle. When the structures are located in weathered ground, especially, cohesion and frictional angle of ground are closely related with decision of parameters for structures’ load and ground’s resistance. Therefore, the accurate determination of these parameters, which are commonly obtained from field measurement, such as borehole shear test, are essential for optimum design of geotechnical structures. The 38 case studies, in this study, have been analyzed for understanding the importance of these parameters in designing the ground structures. From these results, importance of field measurement was also ascertained. With these evaluations, an apparatus for determining the strength characteristics, which are fundamental in limit state design (LSD) method, have been newly developed. This apparatus has an improved function as following the ASTM suggestion. Through the field application of this apparatus, the strong point of minimizing the possibility of error occurrence during the measurement has been verified and authors summarized that the essential parameters for LSD can be qualitatively obtained by this apparatus for determination of strength characteristics of weathered ground.
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