[토질실험] 압밀실험(Consolidation Test)보고서 -한국산업규격(KS F 2306) 규정

소개글

[토질실험] 압밀실험(Consolidation Test)보고서 -한국산업규격(KS F 2306) 규정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

■ 실험명

■ 개요 및 실험목적

■ 관련지식 (실험 이론)

■ 실험기구

■ 실험방법

■ 실험결과

■ 고찰

■ 참고문헌

본문내용

■ 실험명 : 압밀 시험(Consolidation Test) -한국산업규격(KS F 2306) 규정-
■ 개요 및 실험목적
압밀시험은 지반에서 채취한 포화점성토에 하중을 단계적으로 가하여 압밀침하시킴으로써 그 점성토의 압축성과 압밀속도와 관련된 제반 정수(압축지수, 선행압밀하중, 체적압축계수, 압밀계수)들을 구하기 위하여 수행된다. 압밀시험 결과는 포화된 점성토층 상부에 구조물이나 성토 등의 하중이 가해지는 경우 압밀 침하량이나 압밀침하시간을 추정하는데 이용된다.
연약지반 위에 도로제방 등의 구조물을 축조할 때에는 압밀로 인한 최종 침하량과 그 침하가 어느 비율, 예를 들면 50% 또는 90%까지 일어나는데 소요되는 시간을 추정해야 할 필요가 있다. 이러한 계산은 성토의 높이를 결정하거나 공사기간을 정하는 경우에 반드시 요구된다. 흙의 압밀특성은 연약 지반 처리를 위한 설계에도 이용된다.
■ 관련지식 (실험 이론)
압밀(consolidation)
포화된 점토지반에 하중이 가해지면 과잉간극수압이 발생하고 시간이 지나면서 간극수가 소산되며 흙 입자간의 간격이 줄어들어 압축되는 현상
압밀 이론
흙의 압밀 특성을 알기 위해서는 현장에서 불교란 시료를 채취하여 링 속에 넣고 하중을 가한다. 처음에는 정도의 압력이 시료에 가해지도록 하고, 압밀이 끝날 때까지 유지하면서 시간의 경과에 따른 침하량을 기록한다. 다음에는 전에 가한 하중의 2배가 되는 하중을 가하여 시험을 행하고, 이와 같은 방법으로 5~6회 정도 하중을 증가시켜 시험을 되풀이한다. 각 재하단계에서 생긴 침하량은 간극비의 감소량으로 표시할 수 있다.
어떤 하중으로 압밀이 완료되었을 때의 두께를 이라고 하고, 를 흙입자만의 두께라고 하면,
압밀침하(consolidation settlement)
■ 즉시침하(immediate sttlement)
하중을 받은후 단시간 내에 압축되는 현상이다. 공학적으로 보면 흙입자와 물은 비압축성이므로 흙의 압축성은 흙입자 사이의 간극이 감소되어 일어나는데, 이때 간극속에 있는 물이나 공기가 빠져나가게 된다. 일반적으로 즉시침하는 사질토에 크게 일어나며, 점성토의 경우 즉시침하량은 아주작다.
( : 등분포하중, : 재하면적의 폭, : 푸아송비, : 탄성계수, : 형상계수 )
■ 1차압밀(Primary consolidation)
포화된 흙이 하중을 받아 과잉간극수압이 발생하고 이 간극수압이 배수로 인해 체적감소되면서 응력이 수압으로부터 토립자내응력 즉 유효응력으로 이전되고 이 증가된 유효응력으로 인해서 체적변화 즉 압축이 일어나는 과정을 “압밀(壓密)”이라 한다. 특히 1차압밀이라 한다.
일반적으로 포화된 점토는 즉시침하량보다 압밀침하량이 훨씬 크며, 또 침하에 소요되는 시간도 길어져서 주로 문제가 되는 것은 압밀침하이다.
■ 2차압밀(Secondary consolidation)
1차압밀이 완료된후 즉 과잉간극수압이 완전히 소산된 후에도 계속해서 일어나는 압축을 2차압축 (Secondary compression) 또는 2차압밀 이라고 한다. 즉 2차 압축을 유효응력이 일정한 상태, 즉 과잉간극수압의 변화가 영인 상태에서 발생한다. 유기질 점토의 경우 2차압축량이 크다.
※ 전체 침하량은 즉시, 1차 및 2차 압밀침하량의 합이다.
압밀계수( : Coefficient of consolidation)
압밀계수 는 지반의 압밀침하에 소요되는 기간을 추정하는데 쓰이며 시료의 시간-압축침하량 관계로부터 구한다. 시간을 표현하는 방법에 따라서 방법과 방법, 두가지가 있으나 방법으로 구한 압밀계수의 값이 실제와 더 잘 부합된다고 알려져 있다. 압축량의 초기보정치인 수정영점 d는 공시체 내에 있는 기표나 여과지가 압축되는 등 공시체와 가압판 상이의 밀착성 때문에 발생되는 문제에 대한 보정치이다.
법(Taylor 1942)
[그림 2]의 시간-침하량 이론곡선에서 에 이르렀을 때 거의 직선을 이루며, 이직선의 기울기가 배 기울기에서 라는 사실에 근거를 두고 [그림 1]에서 를 구한다.
[그림 1] 시간-침하량 실제곡선 [그림 2] 시간-침하량 이론곡선
■ 결정순서
- ()결정 (곡선의 초기구간을 지나는 선AB를 그어 결정)
- = 1.15되게 를 그어 과 을 결정한다.
■ 의 결정
,
log t법(Casagrande & Fadum1940)
[그림 3]의 이론곡선에서 직선부분과 접근선의 교점이라는 사실을 이용하여 를 구한다.
[그림 3] log t 법
■ 결정순서
- ()결정
압밀곡선에서 중간부분과 마지막 부분의 직선부 연결 교점A 결정
- ()결정
되는 곡선구간에 대응하는 x(압축량의 차이)의 x만큼의 수직거리가 ()가 된다.
- )결정
에 해당하는
■ log t법과 법 비교
- log t방법이 방법보다 더 적은 값을 얻게 된다.
- log t방법이 방법보다 더 실제와 가깝다.
다만, 방법이 사용하기편함.
정규압밀점토 및 과압및 점토
유효응력-간극비 곡선의 윗 부분은 다소 완만한 경사이나 그 이후 곡선은 경사가 좀더 급한 선형관계라는 것을 알수 있는데, 이것은 다음과 같이 설명할 수 있다. 즉, 현장 임의 깊이의 흙은 지질학적 이력으로 볼 때 과거에 어떠한 최대 유효상재 압력을 받았었고 이 최대 유효상재압력은 시료 채취시 존재

키워드

토질실험,   압밀실험보고서,   압밀실험,   압밀,   토질,   실험