토질역학실험 결과보고서 - #9.직접전단 시험(Direct-Shear)

목차

1. 시험목적과 소개

2. 배경 이론

3. 기구 및 재료

4. 시험방법

5. 시험결과 값

Conclusion

본문내용

4
01.92
55
0.908122
83
1.35788468
114.5
1.863868
1.6
2.19
56
0.924185
83
1.35788468
114.5
1.863868
1.8
2.46
57
0.940248
83
1.35788468
113.5
1.847805
2
2.74
57.5
0.948279
83
1.35788468
110
1.791585
2.2
3.01
54.5
0.90009
82
1.34182172
106
1.727333
2.4
3.29
50
0.827807
81
1.32575875
101
1.647018
2.6
3.56
49
0.811744
79.5
1.30166431
99
1.614892
2.8
3.83
78.5
1.28560134
93
1.518514
3
4.11
77
1.2615069
90
1.470325
3.2
4.38
75.5
1.23741245
88
1.438200
3.4
4.66
74.5
1.22134949
86
1.406074
3.6
4.93
73.5
1.20528652
84
1.373948
3.8
5.20
73
1.19725504
4
5.48
72.5
1.18922356
4.2
5.75
71
1.16512911
4.4
6.02
70
1.14906615
4.6
6.30
69
1.13300318
4.8
6.57
68.5
1.1249717
5
6.85
48
0.79568093
전단링의 부피 : 56.5476cm3
전단링의 지름 : 7.303cm
전단링의 높이 : 1.35cm
전단링의 무게 : 79.97g
전단링에 들어간 흙의 무게 : 124.4g
시료의 습윤 단위중량 : 2.2g/cm3
시료의 초기 함수비 : 10%
파괴 후 시료의 함수비
구 분
tin (g)
tin+습윤흙 (g)
tin+건조흙 (g)
함수비 (%)
실 험 1
17.07
26.16
25.25
11.12
실 험 2
18.01
27.50
26.58
10.74
실 험 3
15.94
24.69
23.90
9.92
Presentation results
1) 수평방향 변형에 따른 전단응력의 변화
수 직 응 력 (σ, kg/cm2)
0.25
0.5
1
전단응력
(τ, kg/cm2)
최 대
0.9482
1.3579
1.8639
잔 류
0.8117
1.1250
1.3739
2) Mohr-coulomb 파괴포락선을 통한 강도정수 도출
강 도 정 수
c (kg/m2)
Φ ( °)
최 대 전 단 강 도
0.6953
49.98
잔 류 전 단 강 도
0.6873
35.52
Conclusion
1. 결과값 분석
직접전단시험의 목적은 수직 응력에 대한 전단 응력을 구해서 강도정수를 알아내고 전단 저항에 대한 식을 구하여서 전단강도 정수를 구하는 것이다.
실험결과 = 0.6953+ tan 49.98°가 구해졌다. 실제로 구한 전단력은 최대 전단력으로써 여기서 강도정수인 점착력 c를 빼면 궁극적 전단력은 각각 0.2529kg/㎠, 0.6626kg/㎠, 1.1686kg/㎠를 구할 수 있다.
직접전단 실험에서는 수직방향 게이지도 부착을 하여 공시체의 부피변화를 측정하여 공시체의 전단과정에서 부피변화 상태를 측정하는데, 이번 실험에서는 수직방향 게이지는 측정하지 않았다. 또한 압밀 과정을 제대로 거치지 않았기 때문에 간극비를 구할 수 없었다.
실험 결과 값을 구하는데 있어서 크게 중요한 것은 아니지만 더욱 정확한 실험과 실험 목적 이해를 위해서는 필요한 과정이라 생각한다.
2. 오차원인
이번 실험에서 가장 어려웠던 점은 실험 기기가 잘 고정이 되지 않아서 살짝 걸어놓고 응력을 측정하고 하는 과정에서 자꾸만 응력계가 밑으로 빠지고 돌아가는 등 영점 조절마저도 힘들었다. 이 과정에서 오차가 컸을 수 있다.
전단링에 흙시료를 넣는 과정은 정확히 계산된 수치에 따라 하는 작업이다 보니 계산된 수치에 비해 넣어야 하는 흙시료의 양이 너무 버거워서 조금 흘린 양이 있었다. 또 정해진 시료의 양을 넣기 위해 전단링에 넣어진 흙시료를 다지는 과정에서 아무래도 흙시료의 파쇄가 있었을 것이다.
그 밖에도 직접전단기에 사용되는 베어링의 마찰력, 직접전단기의 축이 조금 흐트러짐으로서 생기는 또 다른 외부하중은 이번 실험의 오차의 원인이 되었다.
3. 적용가능 예시
이번 실험을 통해 나온 결과 값들을 토대로 적용할 수 있는 예들은 다음과 같다.
- 토류 구조물의 토압 및 안정계산
- 점성토 사면의 안정계산
- 연약지반 상에 시공한 성토나 구조물의 기초파괴에 대한 안정계산
- 기초의 지지력 계산

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