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피에조콘 소산시험의 초기경향을 이용한 평형간극수압과 강성지수의 결정
An Ambient Pore Pressure and Rigidity Index from Early Part of Piezocone Dissipation Test

김영상   ((주) 현대산업개발 토목설계팀CC0003006  );
  • 초록

    본 논문은 최적화기법을 이용하여 현장에서 수행된 피에조콘 소산시험의 초기 경향으로부터 평형간극수압과 지반의 강성지수 $(=G/s_u)$ 를 역해석하는 기법에 관하여 기술하였다. 피에조콘 관입으로 인해 콘 주변에 발생된 초기 과잉간극 수압의 크기 및 분포, 그리고 연속된 간극수압 소산과정은 Randolph & Wroth(1979)가 제안한 해석적 해를 이용하여 지반의 강성지수의 함수로 표현되었다. 제안된 기법에서는 주어진 강성지수에 대해 정규화 된 이론 소산곡선과 평형간극수압으로 정규화 된 피에조콘 관측 소산곡선이 가장 일치하도록 하는 평형간극수압과 지반의 강성지수가 최적화기법을 이용하여 결정되었다. 제안된 기법을 압밀이 진행중인 지반에서 관측된 피에조콘 소산시험 결과(Tanaka & Sakagami, 1989) 해석에 적용하였고 역해석된 평형간극수압과 현장에서 관측된 평형간극수압의 크기를 비교하였다. 또한 제안된 기법으로 얻어진 지반의 강성지수와 평형간극수압을 바탕으로 수평압밀계수를 추정하였으며 일차원 압밀실험 결과와 비교하였다. 그 결과 제안된 기법이 지반에 잔류하는 평형간극수압의 크기를 매우 정확하게 예측함을 알 수 있었고 역해석 된 강성지수를 이용한 압밀계수의 추정이 타당함을 알 수 있었다. 또한 얻어진 강성지수의 변형 률수준에 관한 검토결과 피에조콘 해석을 위한 강성지수는 중간 또는 대변형 상태의 변형상태에 해당하는 값을 사용하는 것이 타당할 것으로 판단되었다.


    This paper describes a systematic way of simultaneously identifying the ambient pore pressure and the rigidity index $(=G/s_u)$ of soil by applying an optimization technique to the early part of piezocone dissipation test result. An analytical solution developed by Randolph & Wroth(1979) was implemented in normalized from to express the build-up and dissipation of excess pore pressures around a piezocone as a function of the rigidity index. An ambient pore pressure and optimal rigidity index were determined by minimizing the differences between theoretical and measured excess pore pressure curves using optimization technique. The effectiveness of the proposed back-analysis method was examined against the well-documented performance of piezocone dissipation tests(Tanaka & Sakagami, 1989), from the viewpoints of proper determination of selected target parameters and saving of test duration. It is shown that the proposed back-analysis method can evaluate properly the ambient pore pressure and the rigidity index by using only the early phase of the dissipation test data. Also, it is shown that the proposed back-analysis method permits the horizontal coefficient of consolidation to be identified rationally. Consideration for strain level of back-analyzed rigidity index shows that it corresponds to at least intermediate to large strain level.


  • 주제어

    Ambient pore pressure .   Back-analysis .   Coefficient of consolidation .   Dissipation test .   Piezocone .   Rigidity index.  

  • 참고문헌 (17)

    1. 등가반경과 최적화 기법을 이용한 딜라토메터 소산 시험 해석법 , 김영상 , 한국지반공학회 논문집 / v.17,pp.43-50,
         
    2. Prediction of long-term pore pressure dissipation behavior by short-term piezocone dissipation test , Kim. Y.S;Lee. S.R , Computers and Geotechnics / v.27,pp.273-287,
    3. Prediction of the coefficient of consolidation from piezocone tests , Schnaid, F.;Silla, G. C.;Soares, J. M.;Nyirenda, Z. , Canadian Geotechnical Journal / v.34,pp.315-327,
    4. 콘 선단부 뒤에서 관측된 간극수압 소상곡선을 이용한 수평 압밀계수 결정 , 김영상;이승래 , 한국지반공학회논문집 / v.14,pp.141-149,
         
    5. An Analytical Solution for the Consolidation around a Driven Pile , Randolph, M. F.;Wroth, C. P. , International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics / v.3,pp.217-229,
    6. Piezocone testing in underconsolidation clay , Tanaka, Y.;Sakagami, T. , Canadian Geotechnical Journal / v.26,pp.563-567,
    7. An Analytical study of cone Penetrometer Test in clay , Teh, C. I.;Houlsby, G. T. , Geotechnique / v.41,pp.17-34,
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    9. 海底地盤 , 日本地盤工學會 關西支部 / v.,pp.101-181,
    10. The significance of the strain path analysis in the interpretation of Piezocone dissipation data , Danziger, F.A.B.;Almeida, M.S.S.;Sills, G.C. , Geotechnique / v.47,pp.901-914,
    11. 피에조콘 간극수압 소산시험에 관한 연구 , 황대진;김철웅 , 한국지반공학회논문집 / v.12,pp.25-36,
         
    12. Application of an Optimization Design Technique for Detemining the Coefficient of Consolidation by Using Piezocone Test Data , Kim, Y. S.;Lee, S. R.;Kim, Y. T. , Computers and Geotechnics / v.21,pp.277-293,
    13. Consolidation after undrained piezocone penetration. II: Interpretation , Baligh, M. M.;Levadoux, J. N. , ASCE, JGED / v.112,pp.727-744,
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    15. Interpretation of Incomplete Dissipation Data from Piezocone Tests , Rust, E.;Clayton, C. R. I. , Proceedings of Instituitions of Civil Engineers- Geotechnical Engineering / v.137,pp.97-103,
    16. Pore Pressures in Clays due to Cone Penetration , Levadoux. J.N , Ph. D., Dissertation, M.I.T / v.,pp.620-624;753,
    17. Pore Pressure dissipation after cone penetration , Baligh, M. M.;Levadoux, J. N. , MIT, Dept. of Civil Engineering, Report R.80-1 / v.,pp.367,

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