KR100620362B1

KR100620362B1 - 원통형 시험기를 이용한 현장투수시험방법

Info

Publication number: KR100620362B1
Application number: KR1020060047862A
Authority: KR
Inventors: 김동민
Original assignee: 주식회사 한국종합기술
Priority date: 2006-05-27
Filing date: 2006-05-27
Publication date: 2006-09-11

Abstract

본 발명은 하천제방의 현장투수시험방법에 관한 것으로서, 하천제방의 지반 중 시험할 위치에 케이싱을 설치하는 제1 단계; 눈금이 표시된 투명한 원통형 시험기를 상기 케이싱 상단에 결합하는 제2 단계; 시험위치에서 원통형 시험기 내부로 주수(注水)하는 제3 단계; 주수완료 후 수위가 하강함에 따라 시간변화(Δt)에 따른 수위변화(ΔH)를 상기 원통형 시험기 상에 표시된 눈금을 이용하여 측정하는 제4 단계; 상기 측정값에 의해 투수계수를 산정하는 제5 단계; 및 시험완료 후 상기의 원통형 시험기를 해체하는 제6 단계; 를 포함하므로, 시추공의 케이싱 상단에 원통형 시험기를 결합하여 육안으로 정확하게 수위변화를 측정할 수 있어서 설치가 간단하고 측정오차를 최소화할 수 있다.

현장투수시험, 투수계수, 원통형 시험기

Description

원통형 시험기를 이용한 현장투수시험방법{field penetrability test method using cylindrical tester}

도 1은 종래의 현장투수시험방법을 설명하기 위한 개략단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 현장투수시험을 위하여 케이싱내에 원통형 시험기를 설치한 상태를 도시한 개략단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 원통형 시험기가 케이싱에 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.

도 4는 투수계수를 계산함에 있어서 케이싱의 설치위치에 따라 적용되는 식이 달라짐을 설명하기 위하여 도시한 개략단면도로서, 도 4(a)는 케이싱이 지하수위의 상단에 설치된 경우를 나타내는 도면이고, 도 4(b)는 케이싱이 지하수위의 선단에 설치된 경우를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:케이싱 20:지하수위

50:원통형 시험기 51:시험기 저면

52:원통형 삽입부 53:원통형 플랜지

54:고무패킹

본 발명은 하천제방의 현장투수시험방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 시추공의 케이싱에 원통형 시험기를 설치하여 수위변화를 측정함으로써 측정오차를 최소화할 수 있는 현장투수시험방법에 관한 것이다.

흙의 투수성은 흙댐과 하천제방, 간척제방의 제체와 기초지반 중의 투수 또는 지하수위 이하에 설치된 구조물에 미치는 양압력을 알아내어 제체와 배수공 등을 설계 및 시공하는데 필요하다.

흙의 투수성은 투수계수의 대소로 표현되는데, 하천제방 지반의 침투해석을 위한 투수계수 산정방법으로는 실제 현장 지층조건을 반영할 수 있는 현장투수시험법이 가장 일반적으로 이용되고 있다.

종래의 현장투수시험은 도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 시추공에 케이싱(1)을 설치하고 상기 케이싱(1) 내의 지하수위(2)에 주수(注水)한 후 수위변화를 측정하는 방법을 사용하였다. 이러한 시험방법은 80mm의 소구경 케이싱(1) 내에 줄자(3)가 달린 부표나 추를 삽입한 다음 상기 부표나 추가 물의 표면과 닿는 감각에 의해 시간 t₁에서의 수위(H₁)와 시간 t₂에서의 수위(H₂)를 측정함으로써 시간의 흐름에 따른 수위변화를 측정하고 그를 이용하여 투수계수(k)를 산정하였다.

그러나, 상기와 같은 방법에 의해서는 소구경의 케이싱(1) 내에서 시간에 따른 수위변화를 정확하게 측정하기가 어렵고, 특히 투수성이 큰 지반에서는 케이 싱(1)의 직경이 작아서 물을 주입한 후 수위가 급강하하기 때문에 짧은 시간 동안 변하는 수위를 측정하는 것이 불가능하였으며, 상기와 같은 측정의 어려움과 오차를 가진 측정치에 의해 산정된 투수계수 또한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 현장투수시험방법은 시간에 따른 수위변화 측정시 많은 오차를 내포하고 있어 신뢰성을 저하시키므로 측정오차를 최소화하기 위한 현장투수시험방법이 필요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 과제는 하천제방의 지반에 대한 침투해석을 위한 투수계수 산정을 위하여 시추공의 케이싱에 원통형 시험기를 설치하여 수위변화를 측정함으로써 설치가 간단하고 측정오차를 최소화할 수 있는 현장투수시험방법을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

하천제방의 지반 중 시험할 위치에 케이싱을 설치하는 제1 단계;

눈금이 표시된 투명한 원통형 시험기를 상기 케이싱 상단에 결합하는 제2 단계;

시험위치에서 원통형 시험기 내부로 주수(注水)하는 제3 단계;

주수완료 후 수위가 하강함에 따라 시간변화(Δt)에 따른 수위변화(ΔH)를 상기 원통형 시험기상에 표시된 눈금을 이용하여 측정하는 제4 단계;

케이싱을 지하수위의 상단에 설치하는 경우 하기 수학식 1에 의하여 투수계 수를 산정하고, 케이싱을 지하수위의 선단에 설치하는 경우 하기 수학식 2에 의하여 투수계수를 산정하는 제5 단계; 및

시험완료 후 상기의 원통형 시험기를 해체하는 제6 단계; 를 포함하는 원통형 시험기를 이용한 현장투수시험방법을 제공한다.

여기서, k는 투수계수이고, R은 케이싱의 반경이고, L은 투수층의 깊이이고, t₁은 측정개시시간이고, t₂는 측정종료시간이고, H₁은 시간 t₁에서의 수두높이이며, H₂는 시간 t₂에서의 수두높이이다.

여기서, k는 투수계수이고, R은 케이싱의 반경이고, t₁은 측정개시시간이고, t₂는 측정종료시간이고, H₁은 시간 t₁에서의 수두높이이며, H₂는 시간 t₂에서의 수두높이이다.

상기 원통형 시험기는, 저면에 케이싱의 상단에 삽입될 수 있는 일정길이의 원통형 삽입부를 구비하고, 상기 원통형 삽입부와 일정간격을 이루는 원주상에 원 통형 플랜지를 구비하며, 상기 원통형 삽입부와 원통형 플랜지 사이의 상단부에 누수방지용 고무패킹이 개재되는 것일 수 있다.

이하에서 첨부된 예시도면에 의거하여 본 발명의 일실시예에 의한 원통형 시험기를 이용한 현장투수시험방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 현장투수시험을 위하여 케이싱내에 원통형 시험기를 설치한 상태를 도시한 개략단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 원통형 시험기가 케이싱에 결합된 상태를 보여주는 단면도이며, 도 4는 투수계수를 계산함에 있어서 케이싱의 설치위치에 따라 적용되는 식이 달라짐을 설명하기 위하여 도시한 개략단면도로서, 도 4(a)는 케이싱이 지하수위의 상단에 설치된 경우를 나타내는 도면이고, 도 4(b)는 케이싱이 지하수위의 선단에 설치된 경우를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하천제방의 지반 중 시험할 위치에 시추공을 천공하고 상기 시추공 내의 지하수위(20) 부근까지 케이싱(10)을 설치한다(S1).

다음으로, 상기 케이싱(10)의 상단에 눈금이 표시된 원통형 시험기(50)를 결합한다(S2). 상기 원통형 시험기(50)는 수위를 측정할 수 있는 눈금이 표시된 대구경의 투명식 실린더이며 종래의 현장투수시험시 수위측정의 부정확성을 보완하기 위하여 제작한 것이다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 원통형 시험기(50)는 외경 0.2m, 높이 1.0m인 대구경의 원통으로서, 시험기 저면(51)에는 케이싱(10)상단에 삽입될 수 있 는 일정길이의 원통형 삽입부(52)를 구비하고, 상기 원통형 삽입부(52)와 일정간격을 이루는 원주상에 원통형 플랜지(53)를 구비하며, 상기 원통형 삽입부(52)와 원통형 플랜지(53)의 사이에는 상단부에 누수방지용 고무패킹(54)이 개재된다.

따라서, 상기 케이싱(10)에 원통형 시험기(50)를 결합시킬 경우 케이싱(10)의 상단이 원통형 삽입부(52)와 원통형 플랜지(53)사이에 삽입되고 누수방지용 고무패킹(54)에 의해 수밀된다.

따라서, 상기와 같은 시험기에 의하면 직접적인 수위변화를 케이싱(10)밖의 현장지반에서 확인할 수 있으며, 정확한 측정으로서 신뢰성있는 투수계수(k)를 산정할 수 있는 데이터를 제공한다.

다음으로, 시험위치에서 상기 원통형 시험기(50)내로 측정에 필요한 일정량의 물을 주입한다(S3). 이 때, 상기 원통형 시험기(50)는 위에서 설명한 바와 같이 외경 0.2m과 높이 1.0m의 대구경을 이루고 있으므로 수위변화가 완속으로 하강하여 직접 수위변화를 육안으로 확인할 수 있다.

다음으로, 시간변화(Δt)에 따른 수위변화(ΔH) 즉, 주수후의 수위하강에 따른 수위변화를 상기 원통형 시험기(50)상에 표시된 눈금을 이용하여 측정하는데, 먼저 특정시간(t₁)에서의 수위(H₁)을 측정하고, 다음으로 주입한 물이 투수됨에 따라 상기 원통형 시험기(50)내의 수위가 하강한 상태에서의 특정시간(t₂)에서 수위(H₂)를 측정한다(S4). 상기 각 수위는 각 특정시간대에 원통형 시험기(50)상에 표시된 눈금을 읽음으로써 측정할 수 있다.

다음으로, 상기에서 측정한 데이터들을 이용하여 투수계수를 계산한다(S5). 도 4(a)에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 케이싱(10)이 지하수위(20)의 상단에 설치된 경우에는 상기 수학식 1에 의하여 투수계수(k)를 산정하고, 도 4(b)에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 케이싱(10)이 지하수위(20)의 선단에 설치된 경우에는 상기 수학식 2에 의하여 투수계수(k)를 산정한다. 상기 수학식 1과 2가 다른 것은 케이싱의 설치위치에 따라 투수범위가 달라지므로 투수층의 깊이(L)를 고려해야 하기 때문이다.

마지막으로, 상기와 같이 투수계수(k)의 산정이 끝나면 케이싱(10)으로부터 원통형 시험기(50)를 분리하여 해체하는 것으로 시험이 종료된다(S6).

상기에서 설명한 바와 같은 하천제방의 지반에 대한 침투해석을 위한 투수계수 산정을 위한 본 발명의 현장투수시험방법에 의하면, 시추공의 케이싱 상단에 원통형 시험기를 결합하여 육안으로 정확하게 수위변화를 측정할 수 있으므로 설치가 간단하고 측정오차를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

하천제방의 지반 중 시험할 위치에 케이싱(10)을 설치하는 제1 단계(S1);

눈금이 표시된 투명한 원통형 시험기(50)를 상기 케이싱(10) 상단에 결합하는 제2 단계(S2);

시험위치에서 케이싱(10) 내부로 주수(注水)하는 제3 단계(S3);

주수완료 후 수위가 하강함에 따라 시간변화(Δt)에 따른 수위변화(ΔH)를 상기 원통형 시험기(50)상에 표시된 눈금을 이용하여 측정하는 제4 단계(S4);

상기 케이싱(10)을 지하수위(20)의 상단에 설치하는 경우 하기 수학식 1에 의하여 투수계수(k)를 산정하고, 상기 케이싱(10)을 지하수위(20)의 선단에 설치하는 경우 하기 수학식 2에 의하여 투수계수(k)를 산정하는 제5 단계(S5); 및

시험완료 후 상기의 원통형 시험기(50)를 해체하는 제6 단계(S6); 를 포함하는 원통형 시험기를 이용한 현장투수시험방법.

[수학식 1]

(여기서, k는 투수계수이고, R은 케이싱의 반경이고, L은 투수층의 깊이이고, t₁은 측정개시시간이고, t₂는 측정종료시간이고, H₁은 시간 t₁에서의 수두높이이며, H₂는 시간 t₂에서의 수두높이임)

[수학식 2]

(여기서, k는 투수계수이고, R은 케이싱의 반경이고, t₁은 측정개시시간이고, t₂는 측정종료시간이고, H₁은 시간 t₁에서의 수두높이이며, H₂는 시간 t₂에서의 수두높이임)
제1항에 있어서, 상기 원통형 시험기(50)는 시험기 저면(51)에 케이싱(10)상단에 삽입될 수 있는 일정길이의 원통형 삽입부(52)를 구비하고, 상기 원통형 삽입부(52)와 일정간격을 이루는 원주상에 원통형 플랜지(53)를 구비하며, 상기 원통형 삽입부(52)와 원통형 플랜지(53) 사이의 상단부에 누수방지용 고무패킹(54)이 개재되는 것을 특징으로 하는 원통형 시험기를 이용한 투수시험방법.