SPSS를 활용한 연약지반 침하량 평가의 신뢰성 향상 = Enhancing Evaluation Reliability of Soft Ground Settlement Using SPSS

국문 초록 (Abstract)

약지반에 구조물 시공 시 지지력의 부족으로 지반의 전단파괴 및 과도한 압밀침하로 인한 문제점들이 발생할 수 있다. 침하, 액상화, 투수문제로부터 연약지반의 안정성을 미리 확보하고 안전한 구조물 설계를 위해 현장에서 많은 지반조사가 이루어지고 있다.
본 연구에서는 낙동강 지류 인접지역인 김해진영지구를 대상으로 피에조콘 관입시험을 실시한 지반조사 자료를 참고하여 침하량 산정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 고찰하였다. 해당지역을 Robertson Chart(1986, 1990)에 따라 흙 분류를 하고 Terzaghi(1925), Sanglerat(1972) 침하량 식에 의해 이론 침하량을 산정했으며 계측 침하량과 SPSS 상관분석을 통해 침하량 예측의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 제안방법은 김해진영지구 12개 공구들의 (1) 총이론 침하량과 총계측 침하량에 보정계수 적용 (2) 이론 침하량 깊이별 보정계수 적용 (3) 계측 침하량 ±10% 범위 안에서 이론 침하량 깊이별로 보정계수 적용 (4) 소성지수(PI)와 액성한계(LL)를 통해 보정계수 적용 등의 방법으로 분석을 수행하였다. 연구결과, 소성지수(PI)와 액성한계(LL)를 통한 보정계수 적용이 가장 양호한 신뢰성을 보였다..
해당지역에서는 이론 침하량이 계측 침하량보다 큰 경우 보정계수 0.961을, 작은 경우에는 보정계수 1.058을 적용하면 보다 정확한 실측침하량 예측이 가능한 것으로 나타났다. 소성지수(PI)의 적용범위는 Terzaghi(1925) 식에서 24 ∼ 26.9, Sanglerat(1972) 식은 20.5 ∼ 27.3으로 나타났으며, 액성한계(LL)의 적용범위는 41.4 ∼ 45.8%로 Terzaghi(1925)와 Sanglerat(1972)에서 동일하게 나타났다.
만약, 이번 연구와 같은 방법으로 여러 지역의 지반특성을 조사하고 데이터를 축적한다면 연약지반의 침하량 평가 신뢰성을 향상시킬 수 있으며 나아가 경제적인 설계 및 시공이 가능할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

When constructing structures on soft ground, various problems may occur due to shear failure and excessive consolidation settlement of the ground. In order to secure the stability of the soft ground regarding settlement, liquefaction, and permeation problems, and to design a safe structure, a lot of ground investigations should be performed at the site.
In this study, a method to enhance the reliability of settlement prediction was proposed by using the soil investigation data including piezocon penetration test at the GimHae – Jinyoung district, adjacent area to the Nakdong River. The soil of the area was classified according to the Robertson Chart (1986, 1990), and then the theoretical settlement was calculated using the equation proposed by Terzaghi (1925) and Sanglerat (1972). SPSS correlation analysis between measured and theoretical settlements was undertaken to suggest the improved reliability of settlements prediction. Within 12 areas in the applied site, the proposed method is to apply a correction factor to (1) the total theoretical settlement and the total measured settlement, (2) to sectional depth of theoretical settlement, (3) to sectional theoretical settlement depth within ±10% deference of measured settlement, (4) to the plasticity index (PI) and liquid limit (LL). As a result of the study, the application of correction factors through plasticity index (PI) and liquidity limit (LL) showed the best reliability.
In the investigated area, it was shown that when the theoretical settlement is larger than the measured settlement, a correction factor of 0.961 could be applied, and when the theoretical settlement is small, a correction factor of 1.058 might be applied to predict the settlement more accurately. The range of application of the plasticity index (PI) was 24 ∼ 26.9 in the Terzaghi (1925) equation, and 20.5 ∼ 27.3 in the Sanglerat (1972) equation, the application range of the liquid limit (LL) was 41.4 ∼ 45.8% in both Terzaghi (1925) and Sanglerat (1972).
If the ground characteristics of various other regions are investigated and data are accumulated in the same way as mentioned in this study, the reliability of evaluating the settlement of soft ground can be improved, and furthermore, economic design and construction may be possible.

목차 (Table of Contents)

• 그림목차 ⅲ
• 표목차 ⅳ
• 국문초록 ⅴ
• 제 1 장 서 론
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구내용 및 범위 2
• 1.3 연구동향 3
• 제 2 장 이론적 배경
• 2.1 피에조콘 관입시험 5
• 2.1.1 피에조콘의 발달 5
• 2.1.2 피에조콘 관입시험 6
• 2.2 흙 분류 차트 8
• 2.2.1 흙의 분류 8
• 2.2.2 Douglas & Olsen Chart 9
• 2.2.3 Senneset & Janbu Chart 10
• 2.2.4 Robertson Chart(1986,1990) 11
• 2.2.5 이선재 Chart 13
• 2.3 압밀이론에 따른 침하량 산정 14
• 2.2.1 압밀이론 14
• 2.2.2 Terzaghi 압밀 침하량 산정방법 14
• 2.2.3 Sanglerat 압밀 침하량 산정방법 17
• 2.4 SPSS Program 19
• 2.4.1 SPSS 상관분석 19
• 제 3 장 SPSS 분석을 통한 보정계수 산정
• 3.1 김해지구 21
• 3.1.1 대상지역 지층분석 21
• 3.1.2 물성시험 23
• 3.2 김해진영 보정계수 산정 25
• 3.2.1 층별정수에 따른 보정계수 산정 25
• 3.2.2 평균정수에 따른 보정계수 산정 28
• 3.3 SPSS를 활용한 침하량 보정 31
• 3.3.1 침하량 보정방법 31
• 3.3.2 총침하량 및 총계측 침하량을 통한 보정계수 제안방법 31
• 3.3.3 각 공구별 특성을 통한 보정계수 제안방법 35
• 3.3.4 침하 깊이별 보정계수 범위 제안방법 36
• 3.3.5 계측 침하량 범위확장을 통한 깊이별 보정계수 제안방법 37
• 3.3.6 소성지수와 액성한계를 통한 보정계수 제안방법 39
• 3.4 침하량 식의 보정 41
• 3.4.1 침하량 식의 보정절차 41
• 3.4.2 보정식 42
• 제 4 장 결론
• 참고문헌 46
• Abstract 50