| 연구내용 및 범위 |
본 연구는 토목 및 건축 구조물의 설계 및 시공을 위하여 필수적인 지반조사에 대하여 보다 합리적인 수행방법 및 시험결과의 정확한 해석법을 제안하고, 나아가 지반 조사법을 체계적으로 정리하고 우리나라 특성에 적합한 지반 조사법을 개발함으로서 안전하고 경제적인 설계 및 시공이 이루어지도록 하는데 그 궁극적인 목적이 있다. 위와 같은 중장기적 목적을 기본으로 하여, 본 과제가 추구하는 최종적인 연구목표는 응력이력을 고려한 Cementation에 의한 강도특성 및 변형특성의 변화양상을 Calibration Chamber system을 통한 실험연구와 수치해석을 이용한 이론연구를 통해 분석하여, 최적의 Cementation 영향 분석 및 해석이 가능하도록 하는데 있다. 이를 위한 구체적인 세부 연구목표는 아래와 같이 분류할 수 있다. (1) Cementation 유발을 위한 Calibration Chamber System 수정/보완 및 시험용 측정 장비 개발 (2) Calibration Chamber System과 측정 장비를 이용한 실험연구 및『응력이력과 Cementation』영향 분석을 위한 PFC 프로그램을 이용한 수치해석 (3)『응력이력과 Cementation』에 의한 지반 강도 및 압축성 변화에 대한 평가방법의 최적화 최종적인 연구 개발의 성과물은 자연상태의 지반에서 자연적으로 발생하는 응력이력과 Cementation에 의한 지반특성의 변화 양상을 응력이력이 자동적으로 제어되는 대형 Calibration Chamber system과 측정 장비를 이용하여, 그에 대한 특성 및 영향을 분석하고, 이를 통한 평가방법을 제시하는 것이다.Cementation에 대한 연구는 전 세계적으로 자연상태의 대다수 지반들이 어느 정도 Cementation에 의한 영향을 받고 있다는 점을 인식한 후, 인공적으로 조성된 Cemented soil을 통해 수행되었다. 이처럼 Cementation에 대한 연구가 인위적으로 조성된 시료를 통해서만 수행되고 있는 이유는 불교란 시료에 대한 Sampling이 거의 불가능하며, 그 지반의 응력이력을 정확하게 파악할 수 없다는 현실적 문제 때문이다. 그리고, 현재 진행되고 있는 연구의 대부분은 인위적 Cementation 유발첨가제들에 의한 강도 증가 효과 및 Cementation 유발첨가제 증가에 따른 강도 증가 효과에 관한 내용이므로, 아직은 Cementation에 대한 이론적 정립과 실험적 증명이 완벽하게 이루어지지 않은 실정이다. 기존의 현장 시험장비들은 대부분 지반 관입시 대변형을 유발시키므로, Cementation에 의한 효과를 정확하게 예측할 수 없어 이를 정량적으로 설계에 반영하지 못하고 있는 실정이다. 이처럼, 대부분의 연구 결과들은 Cementation에 의한 지반의 강도 증가 효과를 정성적으로 파악하는데 그치고 있으며, 변형특성 증진효과에 대한 연구는 미비한 실정이라 할 수 있다. 그러므로, 지금과 같은 Cementation에 대한 연구수준에서는 그 영향에 대한 고려가 제대로 설계에 반영되지 못하므로, 지반의 강도 증가 및 압축성 증진효과를 무시한 보수적인 설계를 초래하게 되어, 비효율적이며 비경제적인 설계가 이루어질 수밖에 없다. 이러한 비효율적인 설계 관행을 극복하기 위해서는 Cementation에 의한 강도 증가 및 압축성 증진효과에 관한 이론정립과 함께 이를 증명하기 위한 실험연구가 병행되어야 한다. 즉, 자연지반상태를 정확히 묘사할 수 있는 Calibration Chamber System의 확보와 함께 이를 통한 실험 및 이를 이론적으로 증명할 수 있는 신뢰성 있는 수치해석이 필수적이라 할 수 있다.
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