연약 지반의 거동 특성 평가를 위하여 전단파 속도와 전기저항을 측정할 수 있는 새로운 압밀셀을 개발하였다. 전단파의 발진과 수신을 위한 벤더엘리먼트는 압밀셀의 상 하부판 및 벽면에 설치하였다. 국부적인 간극비 변화를 평가하기 위하여 이중 쐐기 형식의 전기저항 탐침을 적용하였다. 벤더 엘리먼트와 전기저항 탐침은 나일론 재질의 스크류 안에 고정하였다. 나일론 재질의 스크류는 압밀셀과의 임피던스 차이로 인하여 압밀셀을 통한 파의 직접적 전달을 최소화하며, 고장난 벤더 엘리먼트와 전기저항 탐침을 쉽게 교환하게 해준다. 전기저항-대수 시간 곡선의 기울기 및 전단파 속도의 변화로부터 일차 압밀 시간을 평가하였다. 교란 효과가 적을 경우, 입자 배열은 전단파 속도에 영향을 미치며 이로부터 흙의 고유 이방성을 평가할 수 있었다. 압밀 실험동안 침하량으로 산정한 간극비와 전기저항으로부터 계산된 간극비는 거의 유사한 것으로 나타났다. 본 연구는 전단퐈 속도와 전기저항이 일차 압밀, 고유 이방성, 간극비 등 연약 지반의 압밀 특성 파악을 위한 보완적인 정보를 제공해 줌을 보여준다.
A new hybrid oedometer cell is designed and manufactured to investigate a behavior of soft soils by using elastic and electromagnetic waves during consolidation test. Bender elements, which generate and detect shear waves, are placed in the top cap and the bottom plate and mounted on the oedometer wall. Double wedge type electrical resistance probe, which measures local void ratio change, is positioned onto the top cap of the oedometer cell. The bender elements and the electrical resistance probe are anchored into a nylon set screw with epoxy resin. The nylon set screw with epoxy resin minimizes directly transmited elastic waves through the oedometer cell due to impedence mismatch and allows for easy replacement of defected bender elements and electrical resistance probe. Primary consolidation time can be estimated from the slope of electrical resistance versus log time curve and the evolution of shear wave velocity. The shear wave velocity can be used to assess inherent anisotropy when disturbance effects are minimized because particle alignment affects the shear wave velocity. The void ratios evaluated by the electrical resistance probe are similar to those by the settlement during consolidation. This study suggests that the shear wave velocity and the electrical resistance can provide complementary imformations to understand consolidation characteristics such as primary consolidation, anisotropy, and void ratio.
