[토질역학] 흙의 압밀 시험 방법

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목차

흙의 압밀 시험 방법

1. 개요

2. 용어 정의

3. 시험 장치 및 기구

4. 공시체의 제작

5. 시험방법

6. 시험결과 계산

7. 결과정리

본문내용

론압밀도 100%에 해당하는 변위계의 눈금(㎜)
: 각 재하단계의 이론압밀도 90%에 해당하는 변위계의 눈금(㎜)
: 각 재하단계의 이론압밀도 0%에 해당하는 변위계의 눈금(㎜)
<그림 5> 법에 다른 정리의 보기
(나) 곡선정규법
㉮ 세로축에 변위계의 눈금 d(㎜)를 산술눈금으로, 기로축에 경과시간 t(min)를 대수눈금으로 잡고 d-log t 곡선을 그린다.
㉯ d-log t 곡선을 그린 것과 같은 길이의 log 싸이클로 그린 곡선정규(그림7 참조)를 d-log t 곡선 위에 대고 상하좌우로 평행 이동하여 d-log t 곡선의 초기부분을 포함하여 가장 긴 범위에서 일치하는 곡선을 선택한다.
U(%)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
95
98
Tv
0.008
0.031
0.071
0.126
0.197
0.287
0.403
0.567
0.848
1.15
1.50
참고 곡선정규는 참고표1에 나타내는 이론 해를 사용하여 세로축에 이론압밀도 U(%), 가로축에 시간계수 Tv의 대수를 잡고 U의 스케일을 바꿔서 그린 이론 압밀 곡선군이다.
<그림 5> 곡선 정규
㉰ 곡선정규의 압밀도 0%에 닿는 점을 초기 보정점으로 하고, 그 압밀량의 눈금값 ()을 구하며, 초기 보정값으로 한다. 또 이론 압밀도 50%에 해당하는 시간() 및 이론 압밀도 100%에 해당하는 압밀량의 눈금값()을 구한다.
㉱ 제 n 단계에서의 압밀량 및 1차 압밀량은 다음식으로 산출한다
각 재하단계의 압밀량(cm)
여기에서 : 각 재하단계의 최종 변위계의 눈금량(㎜)
: 각 재하단계의 재하 직전의 변위계의 눈금(㎜)
㉲ 세로축에 변위계의 눈금 d(㎜)를 산술눈금으로, 가로축에 경과시간 t(min)를 대수눈금으로 잡고 압밀량-시간곡선(d-log t 곡선)을 그리고 및 의 위치를 나타낸다.(그림 8 참조)
<그림 8> 압밀량과 시간과의 관계의 보기
(2) 각 재하단계의 압밀량, 시험체 높이 및 평균 시험체 높이, 각 재하단계의 압밀량 (㎝), 시험체 높이 H(㎝) 및 평균 시험체 높이 (㎝)는 다음 식에 따라 산출한다.
(가) 각 재하단계의 압밀 종료시의 시험체 높이 H(cm) 및 평균 시험체 높이 (cm)는 다음 순서로 구한다.
여기에서 H : 각 재하단계의 압밀종료 시의 시험체 높이(㎝)
: 각 재하단계의 평균 시험체 높이(㎝)
H' : 직전의 재하단계의 압밀종료 시의 시험체 높이(㎝)
비 고 제1 재하단계의 경우에는 H'는 으로 한다.
(3) 각 재하단계의 압밀관계
(가) 또는 을 구한 경우에는 각 재하단계의 압밀계수 (㎠/d)는 ( 법에 따른 경우)
(곡선정규법에 따른 경우)
여기에서 : 각 재하단계의 압밀계수(㎠/d)
: 각 재하단계의 이론압밀도 90%에 해당하는 시간(min)
: 각 재하단계의 이론압밀도 50%에 해당하는 시간(min)
비 고 제1 재하단계의 를 굳이 구할 필요는 없음.
(나) 세로축에 를 대수눈금으로, 가로축애 다음 식에서 구한 평균 압밀압력 (kN/㎡)의 대수눈금을 잡고 와 와의 관계를 나타낸다.
여기에서 : 각 재하단계의 평균 압밀압력(kN/㎡)
: 각 재하단계의 압밀압력(kN/㎡)
: 직전 재하단계의 압밀압력(kN/㎡)
비 고 제1 재하단계의 는 로 한다.
다. 압밀량과 압력의 관계
(1) 압축곡선, 압축지수 및 압밀항복응력
(가) 각 재하단계의 압밀종료시의 간극비
각 재하단계의 압밀 종료시의 간극비
(나) 세로축에 a)에서 구한 간극비 를 산술눈금으로, 가로축에 그 재하단계의 압밀압력 (kN/㎡)를 대수눈금에 잡고 압축곡선을 그린다.
비 고 압축곡선은 대신 다음 식에 따라 산출하는 체적비 로 그려도 좋다.
각 재하단계의 압밀 종료시의 체적비
(다) 압축곡선의 정규압밀 영역의 직선부에 2점 a, b를 잡고 압축지수 는 다음 식에 따라 신출한다.(그림 9 참조)
압축지수
<그림 9> 를 구하는 방법
비고 1. 압축곡선을 로 그린 경우에는 는 다음 식에 따라 산출한다.
2. 압축곡선의 직선부분을 인식할 수 없는 경우에는 정규압밀영역의 기울기가 큰 부분을 직선근사치로 구한다.
참고 목적에 응하여 필요한 압력범위에 의한 압축곡선은 평균 기울기로부터 를 구한다. 이 경우는 대응하는 압력범위를 병기한다.
(라) 압밀항복응력 (kN/㎡)는 다음 방법에 따라 구한다(그림 10 참조). 다만, 를 구하기 어려운 경우에는 를 산술눈금으로 잡고 곡선 또는 곡선을 그리고 그것의 볼록한 부분을 갖지 않으면 를 구하지 않아도 좋다.
<그림 10> 를 구하는 방법
① 의 기울기를 가진 직선과 압축곡선의 접점A를 구한다.
② 점A를 통하여 의 기울기를 가진 직선과 압축곡선의 정규압밀영역의 가정 급한 기울기를 대표하는 직선의 연장과의 교점B의 가로좌표를 로 한다.
비고 간극비 0.1에 상당하는 세로축의 스케일을 가로축의 대수눈금 1사이클 길이의 0.1～0.25로 잡고 압축곡선을 그리고 명료한 최대곡률점이 얻어지는 경우에는 다음 방법으로 구한다
(그림 11 참조)
㉮ 압축곡선의 최대곡률의 점A를 구하고 이 점에서 수평선 AB 및 곡선의 접선 AC를 긋는다.
㉯ 두 개의 직선의 2등분선 AD와 압축곡선의 정규압밀영역의 가장 급한 기울기부를 대표하는 직선의 연장과의 교점E의 가로좌표를 로 한다.
<그림 11> 를 구하는 방법(비고의 방법에 따른다)
(2) 각 재하단계의 체적압축계수
(가) 각 재하단계에서 생기는 압축변형의 증분 (%)
각 재하단계에서 생기는 압축변형의 증분(%)
(나) 각 재하단계의 체적압축계수 (㎡/kN)
각 재하단계의 체적압축계수(㎡/kN)
여기에서 ; 각 재하단계의 압축압력의 증분 ()(kN/㎡)
(다) 세로축에 를 대수눈금으로 가로축에 평균 압밀압력 (kN/㎡)를 대수눈금으로 잡고 와 와의 관계를 나타낸다.
7. 결과정리
가. 공시체의 지름 및 높이
나. 공시체 초기 상태의 함수비, 간극비 또는 부피비 및 포화도
다. 각 단계의 압밀량-시간곡선
라. e-logp또는 f-logp 곡선
마. 압축지수
바. 압밀 항복응력과 구한 방법
사. 각 단계의 부피 압축계수 , 1차 압밀비 및 압밀계수계
아. 시험기간 중의 최고 및 최저실온
자. 그 밖의 특기해야 할 사항

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