삼축압축시험

목차

[실습 목표]
[시험 장치 및 기구]
[안전 및 유의 사항]
[실습 순서]
1. 시료의 준비 및 치수
2. 시험 방법
[관계 지식]
1. 결과의 정리
2. 결과의 이용

본문내용

1. 결과의 정리
(1) 공시체의 초기 상태의 계산
시험 공시체의 체적, 단위 무게, 함수비, 공극비, 포화도 등을 계산한다.
공시체의 단위 무게(γt)를 다음 식에 의하여 구한다.
γt = (g/㎠)
여기서, W : 압축 전 공시체의 무게(g)
H0 : 압축하기 전의 공시체의 높이(cm)
(2) 압밀 중의 계산
측정 결과에서 아래식을 사용하여 시험시의 압밀은 다음 식으로 계산한다.
Vc=V0-ΔV(㎤)
Hc=(1-)H0(cm)
Ac=(㎠)
여기서, Vc : 압밀 완료 후의 체적(㎤)
Hc : 압밀 완료 후의 높이(cm)
Ac : 압밀 완료 후의 단면적(㎠)
ΔV : 체적 변화량(㎤)
ΔHc : 높이 압밀량(cm)
시험체의 압축 변형률 ε은 다음 식에 의해 구한다.
ε=(%)
여기서, ΔH : 압축량
(3) 축차 응력(σ1-σ2)의 계산
(가) CU 및시험
(σ1f-σ3f)=(1-)(kgf/㎠)
(나)CD 시험
(σ1f-σ3f)=()(kgf/㎠)
여기서, (σ1-σ3) : 축차 응력(kgf/㎠)
Vc : 압밀 후의 체적(㎠)
ε : 축 압축량
κ : 검력계의 교정 계수
γ : 검력계의 읽음값
γ0 : 최초 검력계의 읽음값
(4) 강도 정수를 구하는 방법
가로축에 수직 응력, 세로축에 전단 응력을 취하여 모어(Mohr) 응력원을 그린 후 세로축의 절편은 점착력이 되고, 기울기는 내부 마찰각이 된다. 시험 조건에 따른 점착력과 내부 마찰각을 나타내는 기호는 다음과 같다.
CU 시험 : Ccu, ψcu
시험 : C′, ψ′
CD 시험 : Cd, ψd
2. 결과의 이용
(1) CU 시험
이 시험의 결과를 이용하여 지반 개량에 필요한 Cu/p값을 다음 그림를 참고로 하여 다음 식과 같이 구할 숴 있다.
=
(2) 시험 및 CD 시험
양 시험의 결과는 근사적으로 같다는 것이 경험적으로 알려져 있다. 흙 구조물 내의 공극 수압을 알고 있으면 이들의 강도 정수를 사용하여 토압 지지력의 계산 및 안정 해석 등에 이용한다.
CD 시험 결과의 공학적 적용에 대해서 알아보면, 배수 조건에서는 흙의 변형 속도가 공극수의 이동 속도와의 관계로 정해지기 때문에 실제 흙의 문제에서는 투수성이 좋은 사질토 등의 안정 문제와 성토의 완속 시공 등과 같은 재하가 천천히 행해지는 경우에 상당한다. 점성토와 같은 매우 투수성이 낮은 흙에도 이 시험에서 구한 강도 특성을 적용하는 것이 타당할 경우가 있다.
(3) UU 시험
포화도가 높은 점성토의 UU 시험에 의해 얻어지는 파괴 포락선은 거의 수평으로 되어 내부 마찰각이 거의 0이 되고, 축 방향 응력이 0인 경우에는 일축 압축 시험이 된다. 이 때문에 UU 삼축 압축 시험에 대해서도 원리적으로 일축 압축 시험 결과와 같은 개념으로 흙의 강도를 취급할 수가 있다. 따라서, 공학적 적용은 거의 일축 압축 시험의 경우와 같이 행할 수 있다. 즉, 과압밀의 정도가 그다지 크지 않은 경우, 지반의 지지력, 사면 안정, 토압 등의 산정에 사용되는 비배수 강도의 추정, 파일 주변 마찰력 산정에 사용되는 부착력의 추정 등에 이용된다.

키워드

삼축압축시험,   흙의강도,   흙의지지력,   토질시험