흙의 압밀시험

소개글

흙의 압밀시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 시험목적

Ⅱ. 시험 결과 및 분석

Ⅲ. 결론 및 고찰

본문내용

체적변화율 산정
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
3.2
6.4
12.8
0.000155
3.6E-05
2.58E-05
2.5E-05
2.69E-05
1.8E-05
9.78E-06
4.74E-06
4) 투수계수 산정
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
3.2
6.4
12.8
6.07185E-08
1.512E-08
1.01198E-08
9.825E-09
8.73438E-09
5.193E-09
3.5995E-09
1.86368E-09
2. 선행압밀하중
선행압밀하중 란 시료가 과거에 받은 최대압밀하중을 말하는데, Casagrande의 경험적 방법에 근거한다. 그 방법은 다음과 같다.
- 곡선에서 곡률이 가장 큰 점을 선택하여 그 점을 통과하는 수평선과 접선을 긋는다.
- 이 두 선분으로 이루어지는 각도를 2등분하는 선과 곡선의 직선 부분의 연장선이 만나는 점에 대응하는 하중이 선행압밀하중이 된다.
∴ = 3kgf/cm
Ⅲ. 결론 및 고찰
0.86412
31.47%
포화도
97.22%
0.000188057
3 kgf/cm²
침하량
0.0002924mm
(kgf/cm²)
(cm²/sec)
(cm²/gf)
(cm²/gf)
(cm/sec)
0.1
0.000393
0.864188616
2.88181
1.55
6.07185
0.2
0.000420
0.864181095
6.71490
3.6
1.51200
0.4
0.000393
0.864172304
4.80302
2.58
1.01198
0.8
0.000393
0.864153662
4.66312
2.5
9.82500
1.6
0.000325
0.864113581
5.01286
2.69
8.73438
3.2
0.000288
0.864059799
3.36328
1.8
5.19300
6.4
0.000368
0.864001449
1.82445
9.78
3.59950
12.8
0.000393
0.86394487
8.84537
4.74
1.86368
압밀침하는 많은 지반문제에서 자주 발생하는 예측이 가능한 요소이다. 즉 구조물이 들어서는 곳에 미리 예측을 하여 시간이 얼마나 지났을 때 얼마만큼이 침하를 할 것인가를 수치적으로 계산해 낼 수 있다. 또 위에서 말했듯이 침하에는 즉시침하와 압밀침하가 있는데, 즉시침하는 시공 중에 모두 끝나기 때문에 그다지 문제가 되지 않지만 압밀침하는 설계시 고려되어지지 않으면 지반위에 놓인 구조물에 치명적인 구조적 결함이나 기능성에 문제점을 가지고 온다고 배웠다. 따라서 이런 압밀침하를 충분히 고려하여 설계가 진행되어야 한다.
이번 시험에서는 압밀침하를 계산하기 위해 필요한 여러 요소들을 계산해내는 과정을 연습해보기 위하여, 실내에서 압밀시험을 실시하였다. 시험은 일정한 하중을 가한상태에서 그것의 정확히 두 배가 되는 하중(0.1~12.8)을 24시간마다 재하하여 매일매일의 시간에 따른 것과 7일 후의 것을 비교하였다.
이런 압밀침하를 계산하는 과정은 맨 앞의 배경지식에서도 알 수 있듯이, 시험을 통한 여러 값들을 찾아서 계산하는 것이 일반적이다. 또한 실험 결과 데이터 중에서도 두 가지 종류의 그래프를 얻게 되는데, 하나는 시간에 따른 침하량이고, 다른 하나는 수직응력에 따른 침하량이다. 수직응력에 따른 침하량은 일주일간 매일매일 가한 하중에 따른 그날의 총 침하량을 그래프에 표시함으로써 얻게 되는데, 이것은 지반의 최종침하량을 결정하는데 사용되어진다. 반면, 우리는 시간에 따른 침하량을 구하였고, 시간에 따른 침하량은 흔히 법이나 법으로 구할 수 있다. 그리고 우리조는 법으로 계산을 하였다. 법을 통하여 침하하는데 걸리는 시간을 구하는데 필요한 요소들을 찾을 수 있었다.
이것은 설계 시 미리 고려하여야 하는 압밀침하라는 점에서 설계를 하는 사람에게는 매우 중요한 것으로, 구조물이 지반위에 올려지고 난 뒤에도 안정성이나 기능성면을 충분히 발휘할 수 있게 해야 한다고 생각한다.
이번 압밀시험에서 오차는 주로 시험이 진행 중인 상태에서 시료에 미세한 진동이 가해짐으로써 침하량과 시간에 약간의 영향을 주었을 것으로 추측된다. 정확한 상황은 모르겠지만, 사람들이 토질방을 오가면서 일어나는 여러 미세한 진동이 충분히 발생했을 수 있었을 것이라고 생각한다. 또한 압밀시험은 매우 예민한 시험으로 약간의 진동이 가해지더라도 흙 입자의 배열이 달라지면서 침하량 또한 영향을 받을 수 있게 되기 때문이다.
압밀시험을 통해 직접 현장의 압밀침하량을 어떻게 결정할 것인지를 알 수 있게 되었다. 우리는 앞으로 각자 이 같은 실험적 경험과 지식을 가지고 설계를 할 때 압밀침하를 반드시 정략적으로 분석하고 그것을 설계에 충분히 반영할 수 있어야 한다고 생각한다.
※ 시험 결과에 영향을 주는 요인
① 공시체 주면마찰
공시체와 링 주면의 마찰저항은 피할 수 없다. 이러한 주면마찰을 보정하기 위해 공시체 바닥에 전달되는 압력을 측정하고 링 내 주면마찰력을 가정해서 공시체 바닥의 압력과 재하판에 가해지는 압밀압력의 평균값을 보정압밀압력이라 한다.
② 시료의 교란
샘플링과 공시체 제작에 따른 기계적 교란은 흙 입자를 낮은 위치로 이동하게 만들고 교란의 정도가 크게 되면 압밀압력에 따른 간극비가 작아지고 곡선이 완만해져 압축지수 와 선행압밀하중 가 작아진다.
③ 시험온도
점토입자는 물리 화학적으로 결합하여 흡착수 중에 둘러싸인 한편, 흡착수의 결합력은 온도의 영향을 받아 온도가 올라가면서 약해지므로 일정한 응력을 받는 상태에서 온도가 상승하면 점토입자가 접근해서 간극비가 감소하게 된다.
④ 재하시간과 공시체 높이
재하시간이 1차 압밀완료시간보다 길어질수록 곡선에서 결정되는 값은 작아지며, 시료의 두께가 커질수록 2차 압밀의 영향이 커지게 된다. 따라서 표준압밀시험은 높이 2cm의 공시체를 24시간 압밀시킨 후의 체적비와 압밀계수를 사용해서 실제 층두께를 2cm로 가정한 경우이다.
⑤ 하중 증분비
현장에서 하중 증분비는 여러 가지 경우가 있고 점증재하에서 하중 증분비를 명확히 정의하기 어려운 경우도 많지만 시험기준에서 하중 증분비는 1이다. 하중 증분비를 증가시키면 1차 압밀비는 커지고 1차 압밀시간은 짧아지며, 2차 압밀계수는 작아진다.

키워드

압밀,   압밀시험,   압밀실험,   토질역학1,   토질,   토목,   토목공학과