흙의 전단시험 - 직접전단시험

소개글

흙의 전단시험 - 직접전단시험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
1.1 개요
1.2 목적

2. 이론적 배경
2.1 흙의 전단강도
2.2 강도정수
2.3 사질토의 전단강도
2.4 점성토의 전단강도
2.5 전단강도시험
2.6 직접전단시험(Direct Shear Test)

3. 시험방법
3.1 시험장비
3.2 시험방법

4. 결과처리

본문내용

정한다. 남은 시료에서 처음 시험할 때와 비슷한 분량을 취하여 4)11)을 34회 반복한다. 이때 수직하중은 현장의 예상응력상태에 적합하게 여러 단계로 변화시킨다(2 kgf/cm2, 3kgf/cm2).
12) 결과를 정리한다.
(2) 점성토
1) 압밀 시험과 같은 방법으로 공시체를 준비한다.
2) 공시체는 전단상자에 올려놓고 시료압출기로 기울어지지 않도록 신중히 밀어넣는다. 시료를 전단상자에 넣고 급속시험(시험)인 경우는 배수가 안되는 재하판, 압밀 급속시험(시험) 및 압밀 완속시험(시험)인 경우는 다공석판에 부착된 재하판을 올려놓는다. 시료를 압밀시키는 경우는 증발을 막기 위해 전단상자를 물로 채운다.
3) 쇼크가 가해지지 않도록 주의하여 예상되는 수직하중을 가한다. 시험 및 시험인 경우 압밀을 시키기 위해 일정시간 방치한다. 시료 두께가 13mm정도일 때 15분25분 정도 방치한다.
4) 수평, 수직 변위계측용 다이얼 게이지를 부착하고 고정못을 제거하여 상하전단상자를 분리한다. 고정못을 제거하지 않으면 검력계에 무리한 힘이 가해질 수 있으므로 유의해야 한다.
5) 수평하중을 가한다. 일반적으로 시료내의 응력상태가 균질할 수 있는 속도로 재하하며 시료의 상태에 따라 결정한다. 그 속도는 완속시험에서는 0.05[mm/min]이하 급속시험에서는 1[mm/cm]이상으로 가한다. 연직 및 수평변위와 검력계의 값을 측정한다.
- 및시험 : 처음 2분간은 15초 간격으로 측정하고 그 이후는 수평변위 0.5mm마다 측정 전단력이 거의 일정하게 되거나 수평변위가 13mm정도 될 때까지 측정한다.
-시험 : 전단속도를 0.0050.0075[mm/min]정도 되도록 한다. 전단력이 일정하게 되거나 수평변위가 13mm정도 될 때까지 측정한다.
6) 전단시간은 대체로 압밀이 50%일어나는 시간의 50배 정도로 한다. 전단이 끝나면 전단력과 수직하중을 제거하고 다이얼 게이지와 재하판을 제거한다.
7) 시료의 함수비를 측정한다.
8) 수직하중을 시료의 채취장소의 예상 응력상태에 적합하게 여러 단계로 변화시켜 위의 시험을 3회 이상 반복한다. 포화정도에 대한 시험에서는 수직하중의 크기는 별로 중요하지 않다. 즉, 수직하중이 다르더라도 최대 전단응력은 거의 같다. 그러나 하중이 클수록 배수성은 점점 더 커지기 때문에 일반적으로 0.30.5 kgf/cm2정도면 충분하다. 실제적으로 현장에 대응하는 수직하중으로 시험하기 위하여 시험에서는 현장 상재하중과 같은 크기를 사용하고,시험에서는 유효 상재하중과 같은 값을 사용하는 것이 좋다.
9) 결과를 정리한다.
4. 결과처리
(1) 데이타 시트를 정리한다.
(2) 데이타에는 다음의 값을 기록해야 한다.
-시험기, 검력계, 시험방법, 시험전 공시체의 치수, 중량, 함수비
-압밀과정의 시간-압밀량 관계
-전단과정의 측정치
(3) 초기조건 및 압밀과정 정리
-공시체의 초기상태 : 치수, 함수비, 간극비, 포화도
-압밀과정의 시간-압밀량관계를 반대수 그래프에 그린다.
(4) 전단과정정리
-배수조건, 전단방법, 전단속도 등 시험조건을 기록한다.
-전단응력-수평변위(), 연직변위-수평변위()곡선을 그린다.
-각각의 시험에서 구한 최대전단응력-수직응력의 관계()를 그려서 파괴포락선을 정한다. 또한 같은 그래프에 최대전단응력을 지나 일정한 값으로 수렴하는 극한전단응력를 구하여 극한전단응력-수직응력의 관계()를 표시한다.
-강도정수를 구한다.
(5) 강도정수()의 결정
수직응력와 전단응력은 앞의 개요에서 설명한 식을 사용하여 구하고, 각 수직응력에 대하여 수평변위-전단응력()관계곡선을 그린다. 이 곡선으로부터 최대전단응력을 구하고, 그래프 상에 수직응력에 대한 전단응력을 표시하는 점을 찍는다. 수직응력을 바꾸어 시험한 결과를 몇 개 더 점찍어 연결하면 직선이 얻어지는데, 이 직선의 경사각이 전단저항각가 되고, 세로축의 절편이 점착력가 된다. 극한전단응력을 기준으로 한와를 구하려면 수평변위-전단응력 관계곡선에서 극한전단응력의 값을 취하면 된다. 점성토에 대해서는 배수 조건에 따라 값이 달라지므로 이것을 명백히 명심해야 한다.
(6) 전단시 공시체의 체적변화
각 수직응력에 대하여 수직변위와 전단변위의 관계곡선을 그리면 공시체가 전단되는 동안에 체적이 어떻게 변화되는지 알 수 있다. 느스한 흙은 체적이 감소하고 촘촘한 흙은 체적이 증가한다. 그러나 극한상태 가까이 이르면 어느 경우든 체적이 일정해진다.
직접전단시험(measured data sheet)
과업명 : 시험날짜 : 년 월 일
조사위치 : 시험자 :
시험조건
재하
재하방법(응력,변형률,병용)제어
재하속도( [mm/min] [kgf/cm2/min])
시료
시료상태(교란,비교란)
시험기
전단력계 비례상수
시험내용
공시체No.1
공시체No.2
공시체No.3
공시체No.4
치수 직경 / 높이
[cm]
/
/
/
/
시
험
전
용기번호 / 무게
[gf]
/
/
/
/
(공시체 + 용기) 무게
[gf]
공시체 무게
[gf]
습윤단위중량
[gf/cm3]
시
험
후
용기번호 / 무게
[gf]
/
/
/
/
(건조공시체 + 용기) 무게
[gf]
공시체 건조 무게
[gf]
공시체 건조단위중량
[gf/cm3]
공시체 함수비
[%]
수직압력
[kgf/cm2]
공시체 No.1
수평
변위
연
직
변
위
읽
음
연직
변위
전
단
력
읽
음
전단
응력
[kgf/
cm2]
공시체 No.2
수평
변위
연
직
변
위
읽
음
연직
변위
전
단
력
읽
음
전단
응력
[kgf/
cm2]
공시체 No.3
수평
변위
연
직
변
위
읽
음
연직
변위
전
단
력
읽
음
전단
응력
[kgf/
cm2]
재하
재하방법(응력,변형률,병용)제어
재하속도( [mm/min] [kgf/cm2/min])
시료
시료상태(교란,비교란)
공시체 번호
No.1
No.2
No.3
No.4
수직응력
kgf/cm2
파
과
상
태
전단응력
kgf/cm2
수평변위
mm
수직변위
mm
간극비
재하
재하방법(응력,변형률,병용)제어
재하속도( [mm/min] [kgf/cm2/min])
시료
시료상태(교란,비교란)
강도정수
[kgf/cm2]
[o]
[kgf/cm2]
[o]
정규압밀영역
과압밀영역

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