건설재료실험 흙의 압밀 시험 보고서

소개글

건설재료실험 흙의 압밀 시험 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험 목적

3. 실험 이론

4. 시험기구

5. 실험방법

6. 실험 데이터 정리 및 결과

7. 토의
오차의 원인

본문내용

.39794
3
0.39896
-0.09691
4
0.361985
0.20412
5
0.311297
0.50515
6
0.242228
0.80618
7
0.173806
1.10721
- 압밀계수
평균압밀계수 0.002714
- 선행 압밀 압력 = 1.469
- 압축지수 = 0.21
- 각 재하 단계 체적 압축계수
: 압축변형의 증분 %
: 체적압축계수
: 압밀압력의 증분
- 투수계수
하중단계
압력
kgf/cm^3
시료 평균높이 mm
압밀계수
간극비 e
체적
압축계수
투수계수k
1
0.2
19.927
0.002245
0.430
0.0207
6.68x10^-8
2
0.4
19.827
0.002626
0.418
0.0434
1.63x10^-7
3
0.8
19.574
0.001105
0.399
0.0329
5.16x10^-8
4
1.6
19.146
0.004797
0.362
0.0330
2.22x10^-7
5
3.2
18.591
0.002748
0.311
0.0233
8.7x10^-8
6
6.4
17.603
0.003033
0.242
0.0165
6.55x10^-8
7
12.8
16.638
0.002445
0.173
0.0086
2.61x10^-8
결과
7. 토의
(1) 1차 압밀침하량(S) 추정
① 체적압축계수이용
② 압축지수이용
③ 압밀침하량의 계산
정규압밀 점토 :
과압밀 점토 :
(유효상재하중 유효추가하중 유효선행압밀압력, )
여기서 : 팽창지수(Swell Index)
압밀진행중 :
(유효상재하중 유효추가하중 유효선행압밀압력, )
(2) 압밀의 진행속도(압밀방정식의 해)
압밀침하의 시간에 따른 변화
-재하 후 시간가 경과되었을 때의 압밀침하량은 압밀계수를 이용하여 계산할 수 있다.
여기서, : 압밀이 완료된 후의 총압밀침하량
: 압밀도
압밀도는 시간계수를 다음 식으로 구하여 시간계수-압밀도 관계곡선에서 구한다.
시간계수
z점에서의 압밀도
평균 압밀도
시간계수에 따른 평균압밀도
Tv (Uavg = 50%) = 0.197 : 50% 압밀도에 소요되는 시간계수
Tv (Uavg = 90%) = 0.848 : 90% 압밀도에 소요되는 시간계수
침하에는 즉시침하와 압밀침하가 있다. 즉시 침하는 시공 중에 모두 끝나기 때문에 나중에 문제가 되지 않지만 압밀 침하는 시공이 끝난 후 얼마 정도의 시간이 흐른 후에 발생하기 때문에 나중에 문제가 될 수 있다. 그렇기에 설계시 압밀침하에 대해서 충분한 계산과 실험을 하여 훗날 구조물에 발생할 수 있는 문제를 예방해야 한다. 이런 의미에서 이번 실험은 매우 중요한 실험이었다고 생각된다. 수직응력에 따른 변형률의 그래프를 얻는 과정이었다.
이런 압밀침하를 계산하는 과정은 앞의 이론 부분에서도 자세히 살펴보았듯이, 실험을 통한 여러 값들을 찾아서 계산하는 것이 일반적이다. 실험 결과 데이터 중에서도 두가지 종류의 그래프를 얻게 되는데, 하나는 시간에 따른 침하량이고, 다른 하나는 수직응력에 따른 침하량이다. 시간에 따른 침하량은 흔히 log(t)법이나 법으로 바꾸어 압밀계수, 시간계수를 구하는데 사용되어진다. 즉, 침하하는데 걸리는 시간을 구하는데 필요한 값들을 찾을 수 있게해 준다. 반면에 수직응력에 따른 침하량은 일주일간 매일매일 가한 하중에 따른 그날의 총침하량을 그래프에 표시함으로써 얻게 되는데, 이것은 지반의 최종침하량을 결정하는데 사용되어진다.
따라서 이번 실험에서 얻게 되는 두 가지 종류의 그래프에서 우리는 지반이 언제 얼마정도로 침하할 것이며, 또 이 지반이 최종적으로 침하할 수 있는 깊이는 어느 정도 인지를 알 수 있게 되는 것이다.
압밀시험의 결과를 바로 실무에 적용하기 위해서는 몇 가지 추가적으로 고려해야 할 사항이 있다. 이 시험은 단순한 점성토의 1차압밀만을 시험한 것이므로, 이 외에 즉시침하, 2차압밀침하 등을 추가로 고려하고, 여기에 scale effect등을 고려한 보정이 병행되어야 한다. 또한, 점성토에 의한 침하가 아닌 여러 다른 조건의 지반침하를 고려 해야한다.
이 시험은 하중과 침하량과의 관계만을 고려하고 있다. 오랜 시험 소요시간에서 알 수 있듯이 실무에서 연약지반을 개량하는 압밀공법을 사용할 때에는 이 외에 시간에 대한 의미도 매우 중요하게 작용할 수 있다. 반대로 적절한 압밀도를 위한 시간추정을 통하여 시간비용을 줄이는 방법도 같이 고려할 필요가 있다.
오차의 원인
이번 압밀실험에서 오차는 주로 실험이 진행 중인 상태에서 시료에 진동이 가해짐으로써 침하량과 시간에 영향이 갔을 것으로 추측된다. 압밀실험은 매우 예민한 실험으로 약간의 진동이 가해지더라도 흙 입자의 배열이 달라지면서 침하량 또한 영향을 받을 수 있게 된다.
이런 면을 볼 때 다른 조의 실험과 공동으로 진행되는 과정에서 충격이나 진동을 받았음은 실험에 오차를 충분히 낳게 할 요인이 된다.
하중을 재하 할 때에 적절한 하중재하 속도가 필요하였다. 갑작스런 하중재하는 추 자체의 무게 외에도 충격하중을 줄 수 있기 때문에 하중을 천천히 재하하고, 또한 정확한 하중을 재하 해야 한다. 따라서 실험과정에서 오차로 작용하였을 것이다.
시험 도중에는 하중재하속도와 함께 가압판이 편심을 받지 않도록 하는 것 또한 매우 중요하다. 하중이 정중앙에 작용하지 않을 경우에는 비록 시료가 새어 나오지 않더라도 가압판과 압밀링의 접촉면에서 마찰이 크게 작용하여 침하에 영향을 줄 수도 있기 때문이다.
이로 인한 오차를 줄이기 위해서는 같은 시료의 시험을 경험이 많은 동일인이 여러 번 시행하여, 그 평균을 정리하는 것이 보다 정밀하다고 할 수 있다.
이론 압밀치를 구하는 과정에서 초기 상태, 1분 정도의 압밀값을 무시하였는데 이는 갑작스러운 압력의 영향으로 인해 그래프의 기울기가 심하게 나온 부분을 제하고 값을 구였다. 이 과정에서 작도가 정확하게 이루어 지지 않았을 확률이 높고 눈으로 그래프에 나온 수치를 정확하게 읽기에는 무리가 있었다. 이로 인해 우리 조원들과 토의 과정에서 결과 값들을 비겨해보니 각자의 기준이 조금씩 트렸고 눈금을 읽는 정도도 차이가 크게 있었다. 그래서 조원들마다 최종적 결과 값에 많은 오차 있음을 볼 수 있다.

키워드

건설재료실험,   압밀,   침하특성,   연약지반,   간극,   흙 체적감소,   지반 압축