목차

1. 목 차
표 목 차 ⅰ
그 림 목 차 ⅱ
Abstract ⅵ
제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 동향 3
1.3 연구 목적 및 범위 7
제 2 장 이론적 고찰 9
2.1 시멘트-점토 혼합토의 역학적 특성 9
2.1.1 응력-변형률 거동 9
2.1.2 파괴변형률 11
2.1.3 변형계수 11
2.1.4 휨강도와 인장강도 13
2.2 섬유보강 혼합토의 균열제어 메카니즘 16
제 3 장 시험계획 및 방법 18
3.1 사용재료 18
3.1.1 점토 18
3.1.2 보강섬유 19
3.1.3 시멘트 21
3.2 PVA 섬유보강 혼합토 공시체 제작 21
3.2.1 공시체 제작조건 21
3.2.2 공시체 제작과정 22
3.3 시험방법 27
3.3.1 일축압축강도 시험 27
3.3.2 휨강도 시험 30
3.3.3 인장강도 시험 32
3.3.4 휨인성 시험 34
제 4 장 강도시험 결과 및 고찰 37
4.1 예비 휨강도시험 결과 37
4.2 일축압축강도시험 결과 39
4.2.1 무보강 혼합토와 섬유보강 혼합토의 공시체 파괴 형태 39
4.2.2 변형률 측정방법이 응력-변형률 거동에 미치는 영향 40
4.2.3 시멘트 첨가량과 섬유 혼입율에 따른 응력-변형률 특성 43
4.2.4 시멘트 첨가량과 섬유 혼입율에 따른 일축압축강도 및
강도분담율 47
4.2.5 양생기간에 따른 일축압축강도 52
4.2.6 일축압축강도와 변형계수의 관계 56
4.2.7 섬유 길이와 혼입율에 따른 흡수 에너지 58
4.2.8 파괴변형률과 일축압축강도의 관계 60
4.3 휨강도시험 결과 62
4.3.1 무보강 혼합토와 섬유보강 혼합토 공시체 파괴 형태 62
4.3.2 시멘트 첨가량과 섬유 혼입율에 따른 휨강도 및 강도분담율 67
4.3.3 양생기간에 따른 휨강도 70
4.3.4 휨강도와 일축압축강도의 관계 71
4.4 인장강도시험 결과 73
4.4.1 시멘트 첨가량과 섬유 혼입율에 따른 인장강도 및 강도분담율 73
4.5 휨인성시험 결과 78
4.5.1 섬유 혼입율에 따른 하중-처짐 곡선 78
4.5.2 시멘트 첨가량과 섬유 혼입율에 따른 휨강도 및 강도분담율 86
4.5.3 시멘트 첨가량과 섬유 혼입율에 따른 등가휨강도 90
4.5.4 휨강도와 인장강도의 관계 92
4.6 실험결과에 대한 고찰 94
4.6.1 일축압축시험결과에 대한 고찰 94
4.6.2 휨강도시험 결과에 대한 고찰 96
4.6.3 휨인성시험과 인장시험 결과에 대한 고찰 98
제 5 장 결 론 101
5.1 결론 101
5.2 향후 연구과제에 대한 제언 103
참 고 문 헌 105
2. 표 목 차
표 3.1 점토시료의 물리적 특성 18
표 3.2 시험에 사용한 섬유보강제의 특성 19
표 3.3 보통포틀랜트 시멘트 성분분석 결과 21
표 3.4 일축압축시험과 휨강도 시험용 공시체 제작조건 24
표 3.5 휨인성 시험과 인장시험용 공시체 제작조건 25
표 4.1 PVA 섬유의 일축압축강도 분담율 51
표 4.2 문헌에 나타난 변형계수와 일축압축강도의 관계 56
표 4.4 PVA 섬유의 인장강도 분담율 77
표 4.5 PVA 섬유의 휨강도 분담율(점토 B) 90
3. 그 림 목 차
그림 1.1 연구 수행방법에 대한 흐름도 8
그림 2.1 원지반 점토와 시멘트 안정처리한 점토의 응력-변형률 거동 비교
(after Sugiyama et al., 1980) 9
그림 2.2 시멘트 첨가량에 따른 시멘트-점토 혼합토의 응력-변형률 거동
(after Kim et al., 2005) 10
그림 2.3 석회/시멘트-점토 혼합토의 일축압축강도와 파괴변형률의 관계
(after Terashi et al., 1980) 11
그림 2.4 생석회 안정처리한 점토의 일축압축강도와 변형계수, E50의 관계
(after Terashi et al., 1977) 12
그림 2.5 시멘트 안정처리한 점토의 일축압축강도와 변형계수, E50의 관계
(after Saitoh et al., 1985) 13
그림 2.6 생석회 또는 시멘트 안정처리한 점토의 휨강도와 일축압축강도 관계
(after Terashi et al., 1980) 14
그림 2.7 생석회 또는 시멘트 안정처리한 점토의 인장강도와 일축압축강도 관계
(after Terashi et al., 1980) 15
그림 2.8 시멘트-점토 혼합토의 균열 생성
(after Ingles and Metcalf, 1972) 16
그림 2.9 섬유보강 시멘트 혼합토에서 섬유의 균열제어 매카니즘 17
그림 3.1 시험에 사용한 섬유 보강재 20
그림 3.2 공시체 제작에 사용한 PVA 섬유 23
그림 3.3 공시체 제작과정 26
그림 3.4 일축압축시험 시 내부변위와 외부변위측정 방법 28
그림 3.5 내부변위 측정을 위한 LVDT 고정 장치 29
그림 3.6 일축압축시험 장치 29
그림 3.7 3등분점 시험 30
그림 3.8 휨강도 시험장치 31
그림 3.9 쪼갬 인장강도 시험의 원리와 응력분포 32
그림 3.10 쪼갬 인장강도 시험 장치 33
그림 3.11 휨인성 시험(ASTM C1609/C1609M-10) 34
그림 3.12 중립면 중앙의 순 처짐량을 측정하기 위한 35
그림 3.13 중립면 중앙에서 순 처짐량을 측정하기 위하여 설치한 LVDT 36
그림 3.14 등가휨강도의 정의 36
그림 4.1 강섬유, PVA 섬유, PP 섬유보강 시멘트-점토 혼합토와
무보강 시멘트-점토 혼합토의 휨강도 비교 38
그림 4.2 무보강 시멘트-점토 혼합토와 PVA 섬유보강 시멘트-점토
혼합토 공시체의 파괴형태 39
그림 4.3 변형률 측정방법에 따른 응력-변형률 곡선의 비교 41
그림 4.4 변위측정 방법에 따른 변형계수의 비교 42
그림 4.5 변위측정 방법에 따른 파괴변형률의 비교 42
그림 4.6 시멘트 첨가량에 따른 무보강 시멘트-점토 혼합토의
응력-변형률 곡선 43
그림 4.7 시멘트 첨가량에 따른 PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의
응력-변형률 곡선 비교 45
그림 4.8 섬유 혼입율에 따른 PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의
응력-변형률 곡선 비교 46
그림 4.9 시멘트 첨가량과 PVA 섬유 혼입율에 따른 파괴변형률 48
그림 4.10 시멘트 첨가량과 PVA 섬유 혼입율에 따른 일축압축강도 49
그림 4.11 PVA 섬유의 길이에 따른 일축압축강도 증가비 50
그림 4.12 무보강 시멘트-점토 혼합토의 양생기간에 따른
일축압축강도의 변화 52
그림 4.13 PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의 양생기간에 따른
일축압축강도의 변화 54
그림 4.14 무보강 시멘트-점토 혼합토와 PVA 섬유보강 시멘트-점토
혼합토의 강도비, qu(28)/qu(7), qu(90)/qu(7) 55
그림 4.15 변형률 측정방법에 따른 변형계수와 일축압축강도의 관계 57
그림 4.16 흡수에너지 비의 정의 59
그림 4.18 PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의 파괴변형률과
일축압축강도의 관계 61
그림 4.19 무보강 시멘트-점토 혼합토 공시체의 휨에 의한 파괴형태 62
그림 4.20 무보강 시멘트-점토 혼합토 공시체의 파괴단면에 대한
SEM 사진 64
그림 4.21 PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토 공시체의 휨파괴 형태 65
그림 4.22 PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토 공시체의
파괴단면에 대한 SEM 사진 66
그림 4.23 시멘트 첨가량과 PVA 섬유 혼입율에 따른 휨강도 68
그림 4.24 시멘트 첨가량과 PVA 섬유 혼입율에 따른 휨강도 증가비 69
표 4.3 PVA 섬유의 휨강도 분담율(점토 A) 70
그림 4.25 무보강 시멘트-점토 혼합토와 PVA 섬유보강 시멘트-점토
혼합토의 휨강도 비 71
그림 4.26 휨강도와 일축압축강도의 관계 72
그림 4.27 시멘트 첨가량과 PVA 섬유 혼입율에 따른 인장강도의 비교 74
그림 4.28 시멘트 첨가량과 PVA 섬유 혼입율에 따른
인장강도 증가비의 비교 76
그림 4.29 휨인성 시험에서 나타난 PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의
대표적인 하중-순 처짐 곡선의 형태 79
그림 4.30 휨거동에 따른 공시체의 균열발생 형태 80
그림 4.31 길이 6mm PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의
하중-순 처짐 곡선 82
그림 4.32 길이 12mm PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의
하중-순 처짐 곡선 84
그림 4.33 길이 6mm+12mm PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의
하중-순 처짐 곡선 85
그림 4.34 시멘트 첨가량과 PVA 섬유의 길이와 혼입율에 따른 휨강도 87
그림 4.35 시멘트 첨가량과 PVA 섬유의 길이와 혼입율에 따른
휨강도 증가비 89
그림 4.36 시멘트 첨가량과 PVA 섬유 길이와 혼입율에 따른
PVA 섬유보강 시멘트-점토 혼합토의 등가휨강도 92
그림 4.37 시멘트-점토 혼합토의 휨강도와 인장강도의 관계 93