Undrained shear strength is a critical property in the evaluation of the ground resistance. Generally, undrained shear strength is estimated by a vane shear test in the field and an undrained triaxial test in a laboratory. However, it is difficult to evaluate the undrained shear strength accurately considering the total depth in the field and providing reliable continuous monitoring during the whole process of construction. Moreover, after completing the construction of structures, it is impossible to perform in-situ measurements such as a vane shear test under existing structures. In this study, in-situ the undrained shear strength is estimated using the verified shear wave velocity-void ratio-undrained shear strength relationship and electrical resistivity-void ratio-undrained shear strength relationship in an effort to overcome existing disadvantages. Using consolidation cells with piezoelectric bender element sensors and electrodes, the shear wave velocities and resistivities of various specimens (clayey silt, silty sand, and clay) are measured with different void ratios. In addition, laboratory vane tests are performed with different void ratios to verify the relationship between the undrained shear strength and the void ratio. The undrained shear strength profile can be predicted by correlated equations with the in-situ shear wave velocity and electrical resistivity profile. Comparing between the real undrained shear strength measured in situ and estimated undrained shear strength in a laboratory, estimated undrained shear strength has reasonable values and tendencies with depth.
비배수 전단강도는 점토지반에서 지반의 저항성과 강도를 평가하는데 있어서 매우 중요한 지표가 된다. 또한 비배수 조건하의 사면이나 지반의 붕괴 메커니즘에서 대상 토양의 비배수 전단강도의 산정은 중요하다. 비배수 전단강도의 산정은 베인 전단 시험, 콘 관입 시험기(CPT) 또는 비배수 삼축시험을 이용한다. 그러나 이런 방법들은 대심도 지반에 대한 접근성 및 시료 채취의 제약이 따른다. 또한 기존의 방법들은 시간과 비용의 비효율성으로 대상 지반의 모든 깊이에 대해서 적용하기 어려운 단점이 있으며, 무엇보다 시공 후에 대상 현장에 대한 적용이 현실적으로 불가능한 문제점을 지니고 있다. 본 논문에서는 기존의 비배수 전단강도 획득의 어려움을 극복하고자 실내 실험에서 맺은 상관관계 전단파-공극비-비배수전단강도와 전기비저항-공극비-비배수전단강도을 이용하여 비배수 전단강도를 예측하고자 한다.
비파괴 검사로 비배수 전단강도를 산정하는 것은 직접 비배수 전단강도를 산정하기 힘든 상황에서 효율적으로 이용될 수 있고, 대상지반에 대한 시공 전·중 뿐만 아니라 후에도 장기적인 비배수 전단강도 모니터링을 가능하게 한다. 최근 전기비저항과 전단파는 실험방법과 신호해석이 용이하기 때문에 토목뿐만 아니라 많은 영역에서 활용되고 있다. 실내 실험에서 압밀셀에 벤더 엘리먼트를 상부캡과 하부캡에 부착하여 공극비에 따라 전단파 속도와 전기비저항 값을 측정하였다. 그리고 공극비와 비배수 전단강도의 상관관계를 확인하게 위해 한 시료에서 다른 공극비에 따라 베인시험을 실시하였다.
본 논문에서는 실내 실험을 통하여 전단파 속도-공극비-비배수 전단강도와 전기비저항-공극비-비배수 전단강도관계성을 규명하여, 현장 전기비저항과 전단파 속도를 이용한 현장 비배수 전단강도를 산정해 보았다. 또한 실제 현장에서 획득된 비배수 전단강도 값과 비교하여 그 타당성을 확인하고 있다.
