공내전단시험과 공내재하시험

시추조사 코어

 

 

 

 

 

 

O 공내전단시험

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1. 공내전단시험은 수직압력의 작용과 관련하여 원위치에서 토사 및 풍화대의 전단강도(Shear Strength)를 측정하는 것으로 시추조사(지질조사)와 병행하여 실시하며, 가장 빠르게 현장에서 점착력(c)과 내부마찰각(Ψ)을 산정할 수 있다. 또한, 낮은 코어회수율 및 시료의 교란에 의한 실험실에서의 오차를 최소화할 수 있고, 실험실에서의 삼축 압축시험이나 직접 전단시험에 대한 시료와 비교하기 위해서도 필요하며, 삼축압축시험의 결과를 해석하는 데 참고 자료로 사용될 수 있다.

 

2. 시추공내에서 시험심도 구간 선정 후 Probe를 시험구간에 삽입한다.

공내전단시험용 Probe

 

 

 

 

 

 

3. 지상에서 에어펌프를 이용하여 에어호스로 압력을 가하여 시추공 내 전단기(shear head)에 수평응력(Normal Stress)을 가한 후 충분히 압밀이 되도록 기다린다.

 

에어펌프로 가압

 

 

 

4. Probe와 연결된 Rod를 지상에서 유압잭으로 전단압력을 가하여 전단압력이 최대가 될 때의 수평압력과 전단압력을 측정한다.

 

5. 수평압력을 단계적으로 3~5회 증가시키며 측정하여 각 단계별 수평응력(Normal Stress)과 전단응력(Shear stress)을 X, Y축에 표시하고 이들 점들에 대한 선형회귀분석을 하여 점착력 및 내부마찰각을 산정한다.

 

 

 

공내전단시험 모식도

 

 

 

 

※ 전단강도(Shear Strength) : 물체가 전단 하중에 저항하는 최대 능력. 어떤 물체 또는 구조물에 전단 하중(shear load)이 가해졌을 때, 물체가 구조적으로 파괴되지 않는 최대 응력(stress)값을 전단강도라 한다.

 

 

반응형

 

 

 

O 공내재하시험

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1. 조사구간에 분포하는 기반암층(연암,보통암,경암)의 공학적 특성 중 암반의 변형특성을 파악하기 위함이다.

 

2. 본시험은 재하장치, 가압장치 및 측정계기 등의 3가지 주요 계통으로 이루어진 시험기로 지반의 변위를 측정하는 것으로 시추조사와 병행하여 시추공에서 시험하고자 하는 심도까지 Sonde를 삽입한 후 가압장치에서 Sonde 외부에 부착된 고무튜브를 팽창시킨다. 이때 발생하는 공벽의 변위를 측정하여 변위-응력곡선으로부터 변형계수 및 기타 공학적 특성을 산출한다.

 

 

 

공내재하시험용 Sonde 삽입

 

 

 

공내재하시험장비

 

 

 

 

 

 

공내재하시험장비2

 

 

3. 암질지수(R.Q.D)와 암반분류(R.M.R) 경험식에 따른 변형계수와 시험 값을 비교·분석하여 암반등급별 변형계수를 결정한다.

 

4. 기초의 허용지지력 추정 및 변형특성, 수평지반 반력계수의 분석 자료로 활용한다

 

① 등분포재하법(연암,보통암)

 - 보링공 내에 고무튜브의 측정관(Probe)을 삽입하고 그것에 가압액(물 또는 기름)이나 공기를 빼내는 것에 의해 공벽에 등분포하중을 주는 방식이다. 이 방식의 특징은 시험공 공벽에 대하여 동등한 하중이 가해지기 때문에 응력분포가 축대칭이 되고 이론적인 취급에 용이한 것이다. 그러나 불균질지반이나 이방성지반의 경우에 얻어지는 변형계수 등은 시험지점의 공벽 전둘레의 평균값이 된다. 등분포재하법에 의한 기종으로서는 Pressure meter나 Elastometer 등이 있다.

 

 

 

등분포재하법 모식도

 

 

 

② 등변위재하법(경암)

 - 직사각형의 강체 재하판을 장전한 Probe를 시험공 공내에 삽입하고 유압 Jack으로 재하판에  의하여 공벽에 하중을 작용시키는 것이다. 이 방법은 시험 시의 지반 내 응력분포가 복잡하지만 등분포재하법과 비교해서 큰 하중을 작용시킬 수 있는 장점이 있지만 불균질지반이나 이방성지반의 경우에는 재하방향에 따라 시험치가 다르게 될 경우가 있기 때문에 재하방향을 명확히 할 필요가 있다. 등변위재하법의 기종으로서는 Goodman-Jack이 있다.

 

 

 

 

 

 

Goodman-Jack 모식도