Correlation Model between Strength and stiffness characteristics for Subgrade Soils in Korea

국내 노상토의 강도 및 강성도 특성 상관모형

  • Published : 2009.12.15

Abstract

Deformational characteristics of subgrade soils are very important input parameters for pavement design. It is necessary to make an amount of effort to estimate experimentally the modulus of subgrade soils. In case of designing simple (or lower level) pavement section, the estimation of the modulus based on experiments must cause an excessive cost. It has proposed various empirical correlation models to estimate the modulus from basic properties of the materials or more simple alternative tests. Seven subgrade soils in Korea were tested in this study. It was founded that the deformational characteristics of subgrade soils in Korea has a close relation to strength characteristics, the empirical correlation model was proposed. There was a close relation between cohesion value and modulus at low confining stress ($r^2=0.93$). By comparing with the measured modulus and the modulus determined by proposed correlation model from strength characteristics, the value of the coefficient of determination ($r^2$) is 0.75.

노상토의 변형특성은 포장설계에 있어서 매우 중요한 기본적인 입력물성치다. 노상토의 탄성계수를 실험적으로 결정하기 위해서는 많은 노력이 필요하다. 포장 단면이 간단하거나 중요도가 낮은 도로 설계의 경우 시험적인 탄성계수 결정이 과다한 비용을 요구하게 된다. 보다 간편한 대체시험 또는 기초물성치로부터 탄성계수를 결정하는 다양한 경험모형이 제안되어 있다. 본 연구에서는 7종의 국내 노상토에 대한 시험을 수행하였다. 국내 노상토의 경우 강도특성과 변형특성의 밀접한 상관성을 확인 하였으며, 경험적 상관모형을 제안하였다. 점착력과 낮은 구속응력단계에서의 탄성계수는 매우 큰 상관관계가 있었다($r^2=0.93$). 제안된 상관모형을 적용하여 강도특성으로부터 추정된 탄성계수와 시험을 통하여 측정된 탄성계수의 비교에서 결정계수($r^2$)는 0.75로 나타났다.

Keywords

References

  1. 건설교통부 (2007), '한국형 포장설계법 개발과 포장성능 개선방안 연구; 설계입력변수 정량화; 아스팔트 포장재료 물성정량화', KPRP-G-07.
  2. 권기철 (2000), '국내 노상토의 회복탄성계수에 대한 구성모델', 대한토목 학회 논문집, 제30권, 제 3-D호, pp. 301-310.
  3. 권기철, 황창일 (2007) “시편 성형기법에 따른 국내 다짐 노상토의 변형특 성”한국도로학회논문집, 제9권, 제4호, pp. 55-63.
  4. 김동수, 권기철 (1996), '신뢰성 있는 노상토의 회복탄성계수 시험법', 대 한토목학회 논문집 제16권 제3-1호, pp. 81-91.
  5. 김영진 (2003), '동결토의 일축압축강도와 부동수분, 초음파 속도와의 관계', 대한토목학회 논문집 제23권 제5호, pp. 309-317.
  6. 박현일, 권기철, 오세붕 (2005),'인공신경망 모델에 근거한 노상토 및 보조 기층 재료의 탄성계수 추정', 대한토목학회 논문집 제25권 제2호, pp. 61-71.
  7. 안남식 (2002),'재령과 온도에 따른 콘크리트의 압축강도와 탄성계수에 관한 연구', 한국도로포장공학회 학술발표 논문집, 제4권 제1호, pp. 127-132.
  8. 양성철, 박종원 (2007), '포장용 콘크리트의 강도 및 탄성계수 상관관계식', 한국도로학회 논문집 제9권 제4호, pp. 205-213.
  9. 오상훈 (2008), '실트의 비배수 전단강도 및 밀도와 전단파속도와의 상관관계', 한국지반공학회 제24권 제5호, pp. 79-87.
  10. 조윤호, 조성호, 여성훈 (2000), '파괴 및 비과괴시험을 통한 콘크리트강도와 탄성계수에 관한 실험적 연구', 대한토목학회 학술발표회 논문집, pp. 265-268.
  11. AASHTO(1986), 'AASHTO Guide for Design of Pavement Srtucture', AASHTO Wachington D.C.
  12. AASHTO (2002) 'AASHTO Guide for Design of New and habilitated Pavement Structures', AASHTO Wachington D.C.
  13. Kim, D. S., Kweon, G. C. and Lee, K. H, (2001), 'Alternative Method of Deternining Resilient Modulus of Subgrade Soils Using Static Triaxial Test', Canadian Geotechnical Journal, Vol 38, No.1, pp. 107-116. https://doi.org/10.1139/cgj-38-1-107
  14. Kweon, G. C. and Kim, D. S. (2000), 'Deformational Characteristics of Subgrade Soils in Korea', KSCE Journal of Civil Engineering, vol.4, no.2, pp.83-90. https://doi.org/10.1007/BF02830821
  15. Lee. W., Bohra, N. C., Altschaeffl, A. G., and White, T. D. (1997), 'Resilient Modulus of Cohesive Soils', Journal of Transportation Engineering, Vol. 123, No. 2, ASCE, pp. 131-136.
  16. Tatsuoka, F. and Shibuya, S. (1991), 'Deformation Characteristics of Soils and Rocks from Field and Laboratory Tests', Key Nore Lecture for Session No.1, The 9th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Bangkok, December.