토목섬유로 보강된 슬래그 재료의 전단강도 및 변형 특성
Strength and Deformation Characteristics of Geosynthetics-Reinforced Slag Materials
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초록
본 연구에서는 토목섬유가 층상으로 보강된 슬래그 재료의 전단강도와 변형특성을 다루었다. PET mat와 같은 토목섬유에 의한 보강이 슬래그의 전단강도와 변형특성에 미치는 영향을 조사 및 분석하기 위해 압밀배수 조건 하에서의 대형삼축압축시 험을 수행하였다. 연구에 사용된 슬래그 재료는 현장에서 사용되는 재료와 동일한 재료로서 scale effect로 인한 문제점은 없었다. 토목섬유로 보강된 슬래그의 응력-변형율 거동은 무보강시 보다 다일러턴시의 양이 작고, 축변형율 증가시 항복 이후 에도 축차응력이 증가하는 변형율경화(strain hardening) 거동을 나타내었다. 토목섬유로 보강된 슬래그 재료의 겉보기 점착력 과 내부마찰각 등의 강도정수는 보강되지 않은 경우의 값보다 1.2-1.4배 정도 크고, 구속압 수준이 클수록 커지는 것으로 나타났다. 따라서 슬래그를 사용한 제방의 설계나 시공시 슬래그 재료에 토목섬유를 층상으로 보강하여 사용할 경우에는 강도증가 효과에 의해 안전율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
In this paper, characteristics of shear strength and deformation of geosynthetics-reinforced slag materials are described. In order to investigate the effect of geosynthetics on shear strength and deformation behavior of slags, when they are reinforced with geosynthetics or geomat such as PET mat, large triaxial tests were performed under consolidated-drained condition. The materials used in the study are real ones as they are in the field, so that the scale effect of samples disappeared. From the large triaxial tests, it was observed that the stress-strain relationship of geosynthetics-reinforced slags shows relatively small dilatancy and weak tendency of strain hardening, compared with that of slags without reinforcement. The shear strength parameters such as apparent cohesion and internal friction angle increase with PET mat reinforcement, consequently result in about 1.2 (for low confining pressure) to 1.4 (for high confining pressure) times of shear strength of un-reinforced sample. Therefore, the adoption of geomat-reinforced slag layers leads to an increase in the factor of safety for embankment design on soft soil formations.
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