시료 교란 판정

교란도의 정의

시료 교란 판정을 알아본다. 먼저 교란도가 무엇인지 정리한다.

교란도는 채취·운반·성형 과정에서 시료가 원지반 상태에서 얼마나 변했는지를 나타낸다.

교란도는 실내시험 지표로 판정하며, 그 결과에 따라 시험값을 설계에 쓸 수 있는지 정한다.

교란이 생기는 단계

교란은 채취, 운반, 시험 준비, 실내시험 단계에서 생긴다.

채취 단계에서는 관입 중 흙이 받는 전단과 응력 해방이 교란을 일으킨다.

운반·보관 단계에서는 온도, 진동, 함수비 변화가 교란을 키운다.

실내시험에서는 응력이력이 재구성되므로 원지반과 비교해야 판정이 가능하다.

네 가지 판정 방법

교란도 판정 방법은 측정하는 물리량에 따라 네 가지로 나뉜다.

유효잔류응력법은 잔류 유효응력을 재며, 교란이 크면 Rσ가 낮아진다.

체적변형률법은 재압밀 체적 변화를 보며, 교란이 크면 εv가 커진다.

일축압축법은 qu와 E50을 보며, 교란이 크면 강도와 강성이 낮아진다.

압밀곡선법은 σ′p를 보며, 교란이 크면 σ′p가 낮아지고 항복점이 불명확해진다.

잔류 유효응력비 계산

잔류 유효응력비는 시료의 잔류 유효응력을 원지반 연직 유효응력으로 나눈 값이다.

가상의 연약 해성점토에서 현장 중간 깊이의 σ′v0는 40 kPa, σ′r은 28 kPa로 가정한다.

대입하면 Rσ는 28을 40으로 나눈 0.70이다. Rσ는 무차원수다.

1에서 크게 떨어져 있으므로 응력 해방에 따른 교란이 있었다고 판단한다.

지표 방향과 판정

정답은 0.50이다. 20을 40으로 나누면 Rσ는 0.50이 된다.

교란이 커지면 Rσ와 강도는 낮아지고, 체적변형률 εv는 커진다.

지표마다 방향이 다르므로 답안에는 방향을 함께 써야 한다.

네 항목 가운데 세 항목 이상이 같은 방향이면 교란으로 판정하는 것이 실무적이다.

정리

앞 문제의 정답은 세 항목 이상이다. 네 항목 중 세 항목 이상이 같은 방향이면 교란으로 판정한다.

교란 원인은 채취 관입, 운반 진동, 응력 해방, 실험실 성형에서 생긴다.

지표 하나의 절대값으로 단정하지 않고 여러 지표를 종합해 교란도를 정한다.