[토지자원 조사 및 실험] 흙의 압밀 시험

소개글

[토지자원 조사 및 실험] 흙의 압밀 시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

흙의 압밀 시험

Abstract

1. Introduction
　1. 실험의 목적
　2. 실험의 이용
　3. 실험배경이론

2. Expriment Methods
　1. 실험 기구 및 재료
　2. 실험 준비 및 방법

Result
Discussion
Conclusion
Appendix

본문내용

로 압밀계수 는 이를 식 (14)에 대입하여 얻는다.
2. Expriment Methods
실험 기구 및 재료
시험기 본체: 뼈대, 압밀상자 좌대, 하중 레버, 침하량 계기 지지대, 하중판 지지대
압 밀 상 자: 압밀 Fing(표준 D60, H20), 상·하부 다공판
기 타:침하 Dial Gage, 초시계, 시료 추출기, 줄톱, 여과지, 자유곡선자
부수적 장비: 함수비 및 비중 시험 세트
실험 준비 및 방법
UD 시료에서 압밀시험용을 취한다.
추출기로 추출한다.
압밀링 무게를 잰다.
압밀링 두께보다 약간 크게 길게 자른다.
압밀링을 약간씩 누르고 trimming 하면서 시료를 넣는다.
상하부 표면을 깎는다.
‘Ring+시료’ 무게를 달고 압지를 상하부에 부착한다.
압밀상자를 조립하여 Ring을 넣는다.
상부 다공판을 얹은다.
압밀상자 물을 부어 포화시킨다.
침하계기의 ‘0-눈금’ 조정
소정의 하중판을 얹음과 동시에 초시계를 작동하여 침하량을 기록한다. (0, 8″, 15″, 30″, 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 120, 240, 480, 1448, 1분마다 임의로 정할수 있음)
제 2~8단계 하중을 재하하고 과정 12)를 반복한다.
재하(unloading)하여 팽창시험을 실시한다.
시험 종료 후에 압밀 상자를 해체한다.
‘압밀링+시료’ 무게를 재고, 건조로에 건조시킨다.
‘링+건조시료’ 무게를 잰다.
Result
압밀시험 결과를 바탕으로 압밀응력에 따른 변형율을 나타내고 여기에 Casagrande(1936)의 선행압밀응력을 구하는 법을 적용시킨 결과는 그림 1과 같다.
선행압밀하중은 그림 1과 같이 이다. 또한, 그림 1을 통해 압축비를 구할 수 있으며 그 값은 1.24이다.
시험 결과에 따른 변형- 방법과 변형- 방법으로 구한 값은 표 2와 같다.
변형-log t
변형-
average
9.99
22.8
16.4
이러한 결과값을 얻기 위해 하중마다 변형- 방법과 변형- 방법을 적용했는데, 하중이 인 경우의 적용결과는 다음의 그림 2, 3과 같다.
위의 그림 2, 3을 통해 압밀하중이 일 때 은 각각 , 이고 이를 식 (14)에 대입하여 구한 는 각각, , 이다. 표 2의 은 하중에 따른 각각의 방법의 를 그림 2,3과 같은 과정을 통해 얻어내어 산술평균 낸 값이다.
하중에 따른 압축계수와 체적압축계수, 투수계수는 표 3과 같다.
Load
P
k
cm/sec
0.05
0.359
0.131
41.53
0.1
0.030
0.011
2.03
0.2
0.200
0.074
15.58
0.4
0.184
0.069
14.32
0.8
0.361
0.140
7.00
1.6
0.263
0.110
3.63
3.2
0.096
0.043
4.54
6.4
0.025
0.012
2.45
Discussion
흙의 압밀시험을 통해 변형-시간의 관계나 변형-압밀하중의 관계에 대하여 알 수 있다. 이러한 고찰을 통해 시료의 특성을 나타내는 여러 값들을 얻을 수 있는데, 크게 압축지수, 선행압밀하중, 팽창지수, 압축계수, 체적압축계수, 투수계수, 압밀계수 등이 있다.
압축지수
우선 압축지수는 식 (5)의 관계식을 바탕으로 구하는데, 이때 공극비-시간에 대한 관계를 가지고 얻는 값이므로 그림 1과 같은 변형-시간에 대한 관계를 나타내는 그래프를 통해서는 바로 얻기 힘들다. 그런데 그림 1의 압축중의 직선부의 기울기는 다음의 식 (15)의 관계를 가지고 이를 압축비()라 한다.
이때 식 (5), (15)를 각각 정리하면 다음과 같다.
여기서 식 (5-2)를 식 (15-2)로 나누면 다음과 같은 관계가 성립한다.
그러므로 그림 1을 통해 구한 압축비가 1.24이므로 시료의 압축지수는(초기의 공극비는 1.74이다),
이다. 이러한 값은 점토종류별 대표적인 값에 대한 표 김용필 외, 지반공학 시험법 및 응용, p.228, 서울대학교, 2005.
에 의해 CL이나 CH로 분류된다. 이러한 분류는 통일분류명을 정하기 위한 다른 표준시험을 통해 얻은 결과인 CH와 동일하다.
선행압밀하중과 팽창지수
주어진 토양의 선행압밀하중은 Casagrande(1936)의 방법을 통해 이다. 즉, 압밀하중이 보다 작을 때 까지는 팽창지수에 따라 침하할 것이다. 이때의 침하량을 알기 위해서는 그림 1에서 압밀하중이 보다 작을 때의 기울기 값을 통하여 식 (16)을 응용하여 계산하면 된다. 즉,
와 같이 계산된다. 일반적으로 의 관계를 만족하므로 계산한 , 값은 정규압밀 점토와 과압밀 점토의 압밀침하의 차이를 잘 나타내는 대푯값이라 할 수 있다.
압밀계수
하중마다 변형- 방법과 변형- 방법을 적용하여 얻은 각각의 압밀계수를 방법에 따라 평균낸 후 나온 두 값을 평균내어 와 같은 값을 얻었다.
압축계수, 체적압축계수, 투수계수
압축계수는 식 (1)을 통해, 체적압축계수는 식 (2)를 통해 구하였으며, 투수계수는 식 (13)을 통하여 구하였다. 결과는 표 3에 있다. 투수계수를 구할 때 필요한 압축계수는 이론적으로 가 직선이면 특정한 값이긴 하지만 평균낸 값을 이용하지 않고 각각의 하중에 따른 압축계수를 적용시켜 계산하였다. 투수계수는 하중이 증가함에 따라 감소하는 양상을 보인다. 투수가 공극을 통해 물이 이동하는 것이라는 점에서 하중이 증가함에 따라 공극도 감소하므로 이러한 양상이 공극의 감소에 따른 것임을 알 수 있다.
Conclusion
시험결과 압축지수가 3.40이며 이러한 값은 일반적으로 통일분류법에 의해 CL-CH로 분류되는 토양의 압축지수와 유사하다. 이러한 결과는 시료의 이전의 시험법등을 통해 시료를 CH라고 분류했던 것과 일치하여 이전과 이번 시험의 결과에 신뢰성이 높음을 의미한다. 또한 팽창계수의 계산 결과는 압축지수의 0.1배 정도로 정규압밀상태와 과압밀 상태에서 압밀시 압밀의 정도가 차이가 큼을 잘 나타내는 대푯값이라 할 수 있다.
압밀계수는 변형- 방법과 변형- 방법을 적용하여 란 값을 얻어, 주어진 시료를 바탕으로 하는 시공에서 상재하중에 따른 침하량을 구할 수 있으므로 중요한 흙의 특성값이다. 압축계수는 일정하지 않는데 이는 의 관계가 직선이 아니기

키워드

토지자원 조사,   흙,   흙의 압밀 시험,   토지자원 실험,   압밀 시험,   압밀계수