KR100764243B1 - Consolidation cell with horizontal drain and measuring elastic wave and apparatus for testing consolidation characteristics therewith - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 수직 배수 환경을 도시한 것이다.1 illustrates a vertical drainage environment.
도 2는 도 1의 환경에서 수직 배수재를 이용한 압밀 촉진 공법을 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates a consolidation promoting method using a vertical drainage material in the environment of FIG. 1.
도 3은 종래의 압밀 시험에 사용되는 압밀셀을 도시한 것이다.3 illustrates a compaction cell used in a conventional compaction test.
도 4는 본 발명에 따른 횡배수용 압밀셀의 사시도이다.4 is a perspective view of a consolidation cell for horizontal drainage according to the present invention.
도 5는 도 4의 측면도이다.5 is a side view of FIG. 4.
도 6은 도 4의 상면도이다.6 is a top view of FIG. 4.
도 7은 본 발명에 따른 횡배수용 압밀셀을 이용하는 압밀 시험 장치의 구조도이다.7 is a structural diagram of a consolidation test apparatus using a consolidation cell for transverse drainage according to the present invention.
본 발명은 압밀 시험에 관한 것으로, 특히, 횡배수용 압밀셀 및 횡배수용 압 밀셀을 이용하는 압밀 시험 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a consolidation test, and more particularly, to a consolidation test apparatus using a condensation cell for horizontal drainage and a consolidation cell for transverse drainage.
토목공학분야 특히 지반공학분야에서 구조물을 시공하는 경우, 연약지반 위에 구조물이 놓이게 되는 경우가 많다. 여기서 연약지반은 주로 점성토 지반을 말하는데, 이 점성토 지반에 있어서는 그 위에 바로 구조물을 시공하게 되면 장기적으로 허용침하량을 넘어서는 과대침하 또는 부동침하가 발생하여 구조물에 악영향을 미치게 되며 결국은 구조물의 붕괴를 발생시키게 된다. 따라서 이러한 지반에 구조물을 시공하기 위해서는 지반의 개량이 우선적으로 선행되어야 한다.When constructing structures in the field of civil engineering, especially in geotechnical engineering, structures are often placed on soft ground. In this case, soft ground mainly refers to cohesive soil, and if the structure is constructed directly on the ground, overlying or floating settlement that exceeds the allowable settlement in the long term will have an adverse effect on the structure and eventually cause the structure to collapse. Let's go. Therefore, in order to construct a structure on such ground, improvement of the ground must be preceded first.
모든 흙은 압축성이 있다고 할 수 있다. 즉, 흙이 하중을 받으면 체적이 감소한다. 이 때에 토체를 이루고 있는 세 가지 요소, 즉 흙입자, 물, 공기 중에서 흙입자와 물은 비압축성이므로 결국 토체의 체적감소는 흙입자 사이의 간극을 차지하고 있는 공기가 압축되거나 물에 용해되든지 또는 간극 속에서 물이 빠져나가기 때문이라고 할 수 있다. 만약에 흙이 완전히 포화되어 있다면 압축은 유동성인 물이 빠져나가서 발생한다. 이 때의 압축속도는 간극 속의 물이 빠져가는 속도에 달려 있고 오랜 시간에 걸쳐 흙 속으로부터 물이 빠져나가면서 지반이 압축되는 현상을 압밀이라고 한다.All soils are compressible. That is, the volume decreases when the soil is loaded. At this time, the three elements constituting the soil, that is, soil particles and water among the soil particles, water, and air are incompressible, so the volume reduction of the soil results in compressing or dissolving the air occupying the gap between the soil particles. This is because the water escapes from the. If the soil is completely saturated, compression occurs due to the escape of fluid water. At this time, the compression speed depends on the speed of the water flowing out of the gap, and condensation is the phenomenon that the ground is compressed as water escapes from the soil over a long time.
지반의 개량을 위하여 먼저 현장 또는 실내실험을 통하여 점성토의 압축 특성 등을 조사하게 되는데, 이때 실험실에서 실시하는 시험이 압밀시험이며, 지반 공학분야에서 가장 널리 수행되는 시험 중에 하나이다.For the improvement of the ground, first, the compressive characteristics of clay soil are investigated through field or indoor experiments. The test conducted in the laboratory is the consolidation test and is one of the most widely conducted tests in the field of geotechnical engineering.
압밀시험을 통하여 압밀정수(압축지수, 선행압밀하중, 체적압축계수, 압밀계수)를 구할 수 있다. 그리고 이 압밀정수를 이용하여 점성토지반이 하중을 받아서 지반전체가 1차원적으로 압축되는 경우에 발생되는 침하특성(침하량, 침하속도)도 밝힐 수 있다.Through the consolidation test, the consolidation constants (compression index, preceding consolidation load, volume compression coefficient, consolidation coefficient) can be obtained. Using this consolidation constant, the sedimentation characteristics (sedimentation rate, settlement rate) generated when the viscous soil is subjected to one-dimensional compaction can be identified.
도 1과 같은 연약지반 위에 도로제방 등의 구조물을 축조할 때에는 압밀로 인한 최종 침하량과 그 침하가 어느 비율, 예를 들면 50% 또는 90%까지 일어나는데 소요되는 시간을 추정해야 할 필요가 있다. 이러한 계산은 성토의 높이를 결정하거나 공사기간을 정하는 경우에 반드시 요구된다. 흙의 압밀특성은 프리로딩(preloading) 공법, 샌드 드레인(sand drain) 공법 또는 페이퍼 드레인(paper drain)공법과 같은 연약 지반 처리를 위한 설계에도 이용된다.When constructing a structure such as a road embankment on the soft ground as shown in FIG. 1, it is necessary to estimate the final settlement due to consolidation and the time required for the settlement to occur at a certain rate, for example, 50% or 90%. This calculation is required when determining the height of the fill or the construction period. The consolidation characteristics of the soil are also used for the design of soft ground treatments such as preloading, sand drain or paper drain.
구조물 설계를 위해 기반이 되는 지반이 구조물을 지지할 수 있는 충분한 성능을 갖추어야 한다. 연약지반의 경우, 지반의 입자적 특성이나, 환경 특성에 따라 지지 능력을 향상시키고, 충분한 안정성을 갖추어야 한다. The ground upon which the structure is to be designed must have sufficient capacity to support the structure. In the case of soft ground, it is necessary to improve the supporting capacity and have sufficient stability according to the particle characteristics of the ground or the environmental characteristics.
토양이 수분이 많이 포함되어 있는 연약지반에서는 토목 구조물이나 건출물이 안정적으로 축조될 수 없기 때문에, 축조에 앞서 연약한 지반의 강도를 증진시키는 이른바 연약지반 개량공사가 선행되어야 하는데, 이러한 연약지반 개량공사를 위해서는 연약지반에 포함되어 있는 간극수를 제거하여 지반을 밀실하게 하는 드레인 공법 등이 사용되고 있다.In the soft ground containing a lot of moisture, civil structures or buildings cannot be stably constructed, so the so-called soft ground improvement works that enhance the strength of the soft ground prior to construction should be preceded. In order to remove the gap water contained in the soft ground, a drain method for keeping the ground tight is used.
드레인 공법에 의하면, 드레인재가 주위 지반내의 수분을 흡수하여 외부로 배출하기 때문에 지반이 압밀침하되어 단단해진다.According to the drain method, since the drain material absorbs moisture in the surrounding ground and discharges it to the outside, the ground is consolidated and hardened.
연약지반 개량 공법으로 연직배수재를 이용한 압밀 촉진 공법, 압성토 공법 등은 도 2와 같이, 압밀을 촉진시켜 이후 구조물의 침하를 최소화하고, 지반의 강 도 성능을 향상시킨다. 지반 개량 공법을 적용하기 위해서는 연약지반의 압밀 특성을 충분히 파악하여야 경제적이고 효율적인 설계를 수행할 수 있다.As a soft ground improvement method, the consolidation promotion method using the vertical drainage material, the compact soil method, etc., as shown in FIG. 2, promote consolidation to minimize settlement of the structure afterwards and improve the strength performance of the ground. In order to apply the ground improvement method, it is necessary to understand the consolidation characteristics of the soft ground so that economic and efficient design can be performed.
이러한 압밀 촉진 공법들은 배수거리를 단축하고 횡방향 압밀 특성을 통해 압밀을 촉진하는데 반면, 종래의 지반의 압밀 특성을 파악하는 실내 시험들은 도 3과 같이, 연직 상재하중에 대해 연직 배수를 통한 수직방향에 대한 압밀 특성을 분석하는 방법이 일반적이다.While the consolidation promotion methods shorten the drainage distance and promote consolidation through the lateral consolidation characteristics, the laboratory tests to grasp the consolidation characteristics of the conventional ground, as shown in Figure 3, the vertical direction through the vertical drainage for vertical load The method of analyzing the consolidation characteristics for is common.
그러나, 종래의 압밀셀은 압밀 시험 환경에서 연직 배수 보다 수평 배수가 우월하게 나타나는 특성을 적절히 반영하지 못하고, 시험을 이용한 결과들로부터 보수적인 설계로 일관할 수 밖에 없는 문제점이 있다.However, the conventional consolidation cell does not adequately reflect the characteristics that the horizontal drainage is superior to the vertical drainage in the consolidation test environment, there is a problem that can be consistent with the conservative design from the results of the test.
본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 압밀시험에서 연직 배수 보다 수평 배수가 우월하게 나타나는 특성을 적절히 반영할 수 있고, 수직 재하 하중에 따른 횡방향 압밀 특성 파악 가능한 횡배수용 압밀셀을 제공하는데 있다.The first technical problem to be achieved by the present invention is to provide a condensation cell for lateral drainage that can properly reflect the characteristics that the horizontal drainage is superior to the vertical drainage in the consolidation test, and can grasp the lateral consolidation characteristics according to the vertical load.
본 발명이 이루고자 하는 두번째 기술적 과제는 압밀시험에서 연직 배수 보다 수평 배수가 우월하게 나타나는 특성을 적절히 반영할 수 있고, 수직 재하 하중에 따른 횡방향 압밀 특성 파악 가능하고, 횡방향 압밀 거동에 따른 전단파 속도를 함께 측정할 수 있는 탄성파 측정을 병행하는 횡배수용 압밀셀을 제공하는데 있다.The second technical problem to be achieved by the present invention is to properly reflect the characteristics that the horizontal drainage is superior to the vertical drainage in the consolidation test, it is possible to grasp the transverse consolidation characteristics according to the vertical loading load, the shear wave velocity according to the transverse consolidation behavior It is to provide a consolidation cell for transverse drainage in parallel to measure the seismic wave can be measured together.
본 발명이 이루고자 하는 세번째 기술적 과제는 상기의 횡배수용 압밀셀을 포함하여 압밀 시험을 수행할 수 있는 횡배수용 압밀셀을 이용하는 압밀 시험 장치를 제공하는데 있다.The third technical problem to be achieved by the present invention is to provide a consolidation test apparatus using a transverse consolidation cell capable of performing a consolidation test, including the consolidation cell for transverse drainage.
상기의 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 시료를 담을 수 있고, 상기 시료의 수분이 투수되지 않는 하판, 상기 시료를 덮고, 상기 시료의 수분이 투수되지 않는 상판 덮개, 상기 상판 덮개와 상기 하판 사이의 측방향에 배치되어 상기 시료가 담겨진 공간을 밀폐시키고, 다공판으로 구성되어 상기 시료에 포함된 수분을 배수시키는 다공성 압밀링 및 상기 다공성 압밀링을 관통하여 상기 다공성 압밀링을 상기 하판에 고정시키는 지지대를 포함하는 횡배수용 압밀셀를 제공한다.In order to achieve the first technical problem, the present invention can contain a sample, the lower plate which is not permeable to the water of the sample, the top cover to cover the sample, the water cover of the sample is not permeable, the top cover and the lower plate Placed in the lateral direction between the sealed the space in which the sample is contained, consisting of a porous plate to drain the moisture contained in the sample and through the porous consolidation to fix the porous consolidation to the lower plate It provides a consolidation cell for transverse drainage including a support to make.
상기의 두번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 시료를 담을 수 있고, 상기 시료의 수분이 투수되지 않는 하판, 상기 시료를 덮고, 상기 시료의 수분이 투수되지 않는 상판 덮개, 상기 상판 덮개와 상기 하판 사이의 측방향에 배치되어 상기 시료가 담겨진 공간을 밀폐시키고, 다공판으로 구성되어 상기 시료에 포함된 수분을 배수시키는 다공성 압밀링, 상기 다공성 압밀링의 외측과 내측 사이를 관통하고, 서로 마주보는 형태로 배치되어 상기 시료를 통과하는 탄성파의 속도를 측정하는 복수의 트랜스듀서 및 상기 다공성 압밀링을 관통하여 상기 다공성 압밀링을 상기 하판에 고정시키는 지지대를 포함하는 탄성파 측정을 병행하는 횡배수용 압밀셀를 제공한다.In order to achieve the second technical problem, the present invention can contain a sample, the lower plate which is not water-permeable of the sample, the top cover that covers the sample, the water is not water-permeable of the sample, the top plate and the lower plate It is disposed in the lateral direction between the sealed the space in which the sample is contained, porous consolidation ring to drain the water contained in the sample, consisting of a porous plate, penetrates between the outside and the inside of the porous consolidation ring, facing each other Consolidation cell for transverse drainage in parallel with the elastic wave measurement comprising a plurality of transducers disposed in the form and measuring the speed of the elastic wave passing through the sample and a support for fixing the porous consolidation ring to the lower plate through the porous consolidation ring to provide.
상기의 세번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 시료를 담을 수 있고, 상기 시료의 수분이 투수되지 않는 하판, 상기 시료를 덮고, 상기 시료의 수분이 투수되지 않는 상판 덮개, 상기 상판 덮개를 미리 설정된 압력으로 누르는 로딩 바, 상기 상판 덮개와 상기 하판 사이의 측방향에 배치되어 상기 시료가 담겨진 공간을 밀폐시키고, 다공판으로 구성되어 상기 시료에 포함된 수분을 배수시키는 다공성 압밀링, 상기 다공성 압밀링을 관통하여 상기 다공성 압밀링을 상기 하판에 고정시키는 지지대 및 상기 하판과 상기 상판 덮개 사이의 거리를 측정하는 거리 측정부를 포함하는 횡배수용 압밀셀을 이용하는 압밀 시험 장치를 제공한다.In order to achieve the third technical problem, the present invention can contain a sample, the lower plate which is not water-permeable of the sample, the upper plate cover that covers the sample, the water is not water-permeable of the sample, the top plate cover is set in advance Loading bar pressed by pressure, disposed between the top plate and the lower plate in the lateral direction to seal the space in which the sample is contained, porous consolidation ring consisting of a porous plate to drain the water contained in the sample, the porous consolidation ring It provides a consolidation test apparatus using a transversal consolidation cell comprising a support for fixing the porous consolidation ring to the lower plate and a distance measuring unit for measuring the distance between the lower plate and the upper cover.
본 발명은 지반 개량 설계에 적용할 수 있는 횡방향 압밀 특성을 파악하는 데 목적이 있으며, 횡방향 압밀 시험과 병행하여 탄성파 속도를 측정하여 시료의 특성을 파악할 수 있는 장비 개발에 목적을 두고 있다. 또한, 압밀 시험과 탄성파 측정 시험을 병행할 수 있고, 시료 교란을 최소화하여 시험할 수 있는 압밀셀에 대하여 횡방향 배수가 가능하도록 하여 횡방향 압밀 시험 및 탄성파 측정시험을 동시에 수행할 수 있도록 한다.An object of the present invention is to determine the transverse consolidation characteristics that can be applied to the ground improvement design, and to develop equipment that can determine the characteristics of the sample by measuring the seismic velocity in parallel with the transverse consolidation test. In addition, the consolidation test and the seismic measurement test can be performed in parallel, and the transverse consolidation test and the seismic measurement test can be performed simultaneously by allowing the lateral drainage of the consolidation cell that can be tested by minimizing the sample disturbance.
본 발명은 횡방향 배수가 가능한 다공성 압밀링 (porous consolidation ring)를 구비하고, 다공성 압밀링에 유효응력에 따른 탄성파 측정 가능한 트랜스듀서 (transducer)를 배치하고, 트랜스듀서 (transducer)는 다공성 압밀링에 설치된 트랜스듀서 (transducer)용 소켓에 고정된다. 바람직하게는, 트랜스듀서 (transducer)와 트랜스듀서 (transducer)용 소켓은 방수 및 금속 삽입장치와 시험장치의 직접적 접촉을 막기 위한 고무 오링(O-ring)과 함께 결합될 수 있다.The present invention includes a porous consolidation ring capable of lateral drainage, and arranges an elastic wave measurable transducer according to the effective stress in the porous consolidation ring, and the transducer is provided in the porous consolidation ring. It is fixed in the socket for the installed transducer. Preferably, the transducer and the socket for the transducer can be combined with a rubber O-ring to prevent direct contact of the waterproof and metal insert with the test apparatus.
바람직하게는, 다공성 압밀링은 시료교란을 최소화 하는 UD 샘플 크기로 제작될 수 있다. UD 샘플은 압밀시험을 위해 일정한 크기로 수집되는 시료를 의미한다.Preferably, the porous consolidation may be made to a UD sample size that minimizes sample disturbances. UD sample means a sample collected at a constant size for the consolidation test.
압밀이란 흙의 간극에서 물과 공기를 제거하는 것을 말한다. 이에 반해 다짐은 간극속의 공기만을 제거한다는 점에서 압밀과 차이가 있다. 모든 흙의 압축성이 있다. 즉 하중을 가하면 침하가 발생한다. 흙에 압력을 가하면 즉시침하가 발생하고, 일차압밀침하가 발생하여 흙의 체적이 감소하게 된다. 일차압밀이 진행된후 흙구조의 소성정열로 인해 이차압밀침하가 일어난다. 일차압밀이 간극으로부터 물과 공기가 빠져나감에 따라 결정되는것에 반해 이차압밀침하는 시간에 의존하는 함수이다. 따라서 이차압밀까지는 시간이 오래 걸린다.Consolidation is the removal of water and air from the gaps in the soil. On the other hand, compaction differs from consolidation in that only air in the gap is removed. All soils are compressible. That is, sinking occurs when a load is applied. When pressure is applied to the soil, an immediate settlement occurs and a primary consolidation settlement occurs, which reduces the volume of the soil. After primary consolidation, secondary consolidation settlement occurs due to plastic alignment of soil structure. It is a function that depends on the time of the second consolidation, whereas the primary consolidation is determined by the exit of the water and air from the gap. Therefore, the second consolidation takes a long time.
압밀의 기본원리는 포화토층이 추가응력을 받으면 흙속의 간극수압이 추가응력만큼 증가하게 된다. 이것을 과잉간극수압이라 한다. 그리고 과잉간극수압의 소산이 일어나는데 점토는 사질토보다 투수계수가 작으므로 간극수의 소산은 오랜기간에 걸쳐 점차로 소산된다. 간극수가 소산이 다 되면 임의의 깊이의 흙속에 유효응력이 증가하게 되고 이 일정한 유효응력 아래서 이차압밀침하가 일어나는 것이다.The basic principle of consolidation is that when the saturated soil layer receives additional stress, the pore water pressure in the soil increases by the additional stress. This is called excess pore water pressure. In addition, dissipation of excess pore water pressure occurs. Since clay has a smaller permeability coefficient than sandy soils, dissipation of pore water gradually dissipates over a long period of time. When the pore water dissipates, the effective stress increases in the soil at any depth, and a second consolidation settlement occurs under this constant effective stress.
한편, Terzaghi의 일차압밀이론에 의하면 연약지반의 압밀에 요하는 시간(t)과 최대 배수거리(H)의 관계는 식 와 같으며, 이에 따라 배수거리를 짧게 하면 연약지반의 압밀침하 시간을 단축할 수 있다는 것을 알 수 있으며, 드레인재의 특성에 따라서도 압밀침하 시간이 크게 달라지게 된다.On the other hand, according to Terzaghi's first consolidation theory, the relationship between the time (t) and the maximum drainage distance (H) required to consolidate the soft ground is As such, if the drainage distance is shortened, it can be seen that the consolidation settlement time of the soft ground can be shortened, and the consolidation settlement time greatly varies depending on the characteristics of the drain material.
탄성파 탐사법은 암석이나 광물의 탄성의 차에 의한 탄성파의 전파속도를 측정하고, 이를 해석하는 탐사법이다. The seismic detection method is an exploration method that measures the propagation speed of an acoustic wave due to the difference in elasticity of rocks and minerals and analyzes it.
물체에 외력이 가하면 물체는 변형이 되는데 외력이 제거되면 원래로 복귀하는 성질을 물질의 탄성이라 한다. 탄성은 물체(암석의 종류)에 따라 전달속도의 차가 일어나므로 이를 이용하여 지하정보를 얻는다. 단위면적당 작용하는 힘을 응력이라하므로 탄성변형률은 응력에 비려한다는 Hook의 법칙을 물질의 탄성체라 한다. When an external force is applied to the object, the object is deformed. When the external force is removed, the property of returning to the original state is called elasticity of the material. Elasticity is used to obtain underground information because of the difference in transmission speed depending on the object (type of rock). Since the force acting on a unit area is called stress, Hook's law that elastic strain reflects stress is called elastic material.
물체에 충격을 주면 그 파장은 물체에 전달되는데 이 전파를 탄성파라 한다. 탄성파는 종파, 횡파, 표면파로 구분한다. 종파는 탄성파 중에서 가장 빠른 P파(prinary wave)라 하며 전파속도는 다음의 수학식 1과 같다.When an object is impacted, its wavelength is transmitted to the object, which is called a seismic wave. Acoustic waves are classified into longitudinal waves, shear waves, and surface waves. The longitudinal wave is called the fastest P wave (prinary wave) among the seismic waves, and the propagation speed is shown in
여기서, R은 체적 탄성류, ρ는 밀도, μ는 강성률를 나타낸다.Where R is the volume elastic flow, ρ is the density, and μ is the stiffness.
횡파는 일명 S파(secondary wave)라 하며 전파속도는 매질의 탄성계수에 의해 주어진다. S파의 전파속도는 다음의 수학식 2와 같다.Shear waves are called S wave (secondary wave) and the propagation speed is given by the elastic modulus of the medium. The propagation speed of the S wave is shown in Equation 2 below.
표면파는 에너지가 표면이나 경계면에 밀집되어 전파되며, 레일리 파(surface wave)와 러브 파(love wave)로 나눈다. 암석 내에서 탄성파의 전파속도는 암석의 질에 따라 다르다. Surface waves propagate with energy concentrated on a surface or interface and are divided into Rayleigh waves and love waves. The velocity of seismic wave propagation in rock depends on the quality of the rock.
탄성파는 전파속도와 밀도가 서로 다른 지층의 경계면에 이르면 굴절하게 되 는데, 이것은 암석의 질적 차이를 나타낸다.Acoustic waves are refracted when they reach the interface of strata with different propagation velocities and densities, which represent qualitative differences in rock.
탄성파는 땅 속 또는 지상에 설치된 여러개의 파동 수진기 즉 트랜스듀서로 탄성파가 도달하는데 걸리는 시간을 측정하여 탄성파의 발생지점으로부터의 거리와 도달 시간 사이의 관계를 이용하면, 지층의 깊이를 계산할 수 있다. 점토나 모래에서의 탄성파 속도는 0.5~1.5 km/sec 인데 비해, 화강암에서는 3.5~5.5 km/sec로 지층의 구분이 명확하다.The seismic wave can be calculated by measuring the time taken for the seismic wave to reach by using a wave oscillator or transducer installed in the ground or on the ground. The seismic segregation is clear at 3.5-5.5 km / sec in granite, while the seismic velocity in clay and sand is 0.5-1.5 km / sec.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
도 4는 본 발명에 따른 횡배수용 압밀셀의 사시도이다.4 is a perspective view of a consolidation cell for horizontal drainage according to the present invention.
상판 덮개(410)는 시료를 덮고, 시료의 수분이 투수되지 않는 재질로 제조된다.The
다공성 압밀링(420)은 상판 덮개(410)와 하판(430) 사이의 측방향에 배치되어 시료가 담겨진 공간을 밀폐시키고, 다공판으로 구성되어 시료에 포함된 수분을 배수시킬 수 있는 재질로 구성된다. 바람직하게는, 다공성 압밀링(420)은 소정의 다공 금속으로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 다공성 압밀링(420)은 시료와 접촉하는 내측 표면에 음각으로 새겨진 눈금을 포함하여 상판 덮개(410)의 하강 정도를 측정할 수 있도록 구성할 수 있다.
하판(430)은 시료를 담을 수 있고, 시료의 수분이 투수되지 않는 재질로 제조된다.The
바람직하게는, 상판 덮개(410) 및 하판(430)은 황동판을 성형하여 제조될 수 있다.Preferably, the
본 발명에 따른 탄성파 측정을 병행하는 횡배수용 압밀셀은 상판 덮개(410), 다공성 압밀링(420), 하판(430), 복수의 트랜스듀서(451-453)을 포함한다.Consolidation cell for transverse drainage in parallel with the measurement of the acoustic wave according to the present invention includes an
상판 덮개(410)는 시료를 덮고, 시료의 수분이 투수되지 않는 재질로 제조된다. 바람직하게는, 상판 덮개(410)는 황동판을 성형하여 제조될 수 있다.The
다공성 압밀링(420)은 상판 덮개(410)와 하판(430) 사이의 측방향에 배치되어 시료가 담겨진 공간을 밀폐시키고, 다공판으로 구성되어 시료에 포함된 수분을 배수시킬 수 있는 재질로 구성된다. 바람직하게는, 다공성 압밀링(420)은 소정의 다공 금속으로 제조될 수 있다.
바람직하게는, 다공성 압밀링(420)은 시료와 접촉하는 내측 표면에 음각으로 새겨진 눈금을 포함하여 상판 덮개(410)의 하강 정도를 측정할 수 있도록 구성할 수 있다.Preferably, the
하판(430)은 시료를 담을 수 있고, 시료의 수분이 투수되지 않는 재질로 제조된다. 바람직하게는, 하판(430)은 황동판을 성형하여 제조될 수 있다.The
복수의 트랜스듀서(451-453)는 다공성 압밀링(420)의 외측과 내측 사이를 관통하고, 서로 마주보는 형태로 배치되어 시료를 통과하는 탄성파의 속도를 측정한다.The plurality of transducers 451-453 penetrate between the outer and inner sides of the
이때, 마주보는 트랜스듀서 중 어느 하나는 입력파(탄성파)를 시료에 전파시키고, 다른 하나의 트랜스듀서는 시료를 통과한 탄성파를 수신한다. 바람직하게는, 트랜스듀서(451-453)는 다공성 압밀링에 설치된 트랜스듀서용 소켓에 고무 재질의 오링(O-ring)과 함께 결합되고, 트랜스듀서의 어느 한 측은 시료에 접촉하고, 트랜스듀서의 다른 한 측은 탄성파 측정용 회로에 연결되게 할 수 있다.At this time, any one of the opposing transducers propagate the input wave (elastic wave) to the sample, the other transducer receives the acoustic wave passing through the sample. Preferably, the transducers 451-453 are coupled with a rubber O-ring to a socket for a transducer installed in the porous consolidation ring, and either side of the transducer contacts the sample, The other side can be connected to a circuit for measuring acoustic waves.
이때, 탄성파 측정용 회로는 소정의 입력파 즉 탄성파를 발생시키는 신호 발생기(미도시), 시료를 통과한 탄성파를 수신하여 탄성파의 속도를 측정하는 탄성파 속도 측정부(미도시)를 포함할 수 있다.In this case, the circuit for measuring the acoustic wave may include a signal generator (not shown) for generating a predetermined input wave, that is, an elastic wave, and an elastic wave speed measuring unit (not shown) for receiving the elastic wave passing through the sample and measuring the speed of the elastic wave. .
도 5는 도 4의 측면도이다.5 is a side view of FIG. 4.
상판 덮개(510)는 시료를 덮고, 시료의 수분이 투수되지 않는 재질로 제조된다. 바람직하게는, 상판 덮개(510)는 황동판을 성형하여 제조될 수 있다.The
다공성 압밀링(520)은 상판 덮개(510)와 하판(530) 사이의 측방향에 배치되어 시료가 담겨진 공간을 밀폐시키고, 다공판으로 구성되어 시료에 포함된 수분을 배수시킬 수 있는 재질로 구성된다. 바람직하게는, 다공성 압밀링(520)은 소정의 다공 금속으로 제조될 수 있다.The
바람직하게는, 다공성 압밀링(520)은 시료와 접촉하는 내측 표면에 음각으로 새겨진 눈금을 포함하여 상판 덮개(510)의 하강 정도를 측정할 수 있도록 구성할 수 있다.Preferably, the
이때, 상파 덮개(510)가 하강하거나, 하판(530)이 들어올려지는 방식으로 시료가 압력을 받게되면, 시료에 포함된 수분이 빠져나가게 되는데, 이때, 배수 방향은 도 5와 같이 측면 방향이 된다.At this time, when the
하판(530)은 시료를 담을 수 있고, 시료의 수분이 투수되지 않는 재질로 제 조된다. 바람직하게는, 하판(530)은 황동판을 성형하여 제조될 수 있다.The
도 6은 도 4의 상면도이다.6 is a top view of FIG. 4.
다공성 압밀링(620)은 상판 덮개(610)와 하판(630) 사이의 측방향에 배치되어 시료가 담겨진 공간을 밀폐시키고, 다공판으로 구성되어 시료에 포함된 수분을 배수시킬 수 있는 재질로 구성된다. 바람직하게는, 다공성 압밀링(620)은 소정의 다공 금속으로 제조될 수 있다.The
바람직하게는, 다공성 압밀링(620)은 시료와 접촉하는 내측 표면에 음각으로 새겨진 눈금을 포함하여 상판 덮개(610)의 하강 정도를 측정할 수 있도록 구성할 수 있다.Preferably, the
복수의 트랜스듀서(650)는 다공성 압밀링(620)의 외측과 내측 사이를 관통하고, 서로 마주보는 형태로 배치되어 시료를 통과하는 탄성파의 속도를 측정한다.The plurality of
이때, 마주보는 트랜스듀서 중 어느 하나는 입력파(탄성파)를 시료에 전파시키고, 다른 하나의 트랜스듀서는 시료를 통과한 탄성파를 수신한다. 바람직하게는, 트랜스듀서(650)는 다공성 압밀링에 설치된 트랜스듀서용 소켓에 고무 재질의 오링(O-ring)과 함께 결합되고, 트랜스듀서의 어느 한 측은 시료에 접촉하고, 트랜스듀서의 다른 한 측은 탄성파 측정용 회로에 연결되게 할 수 있다.At this time, any one of the opposing transducers propagate the input wave (elastic wave) to the sample, the other transducer receives the acoustic wave passing through the sample. Preferably, the
바람직하게는, 본 발명에 따른 횡배수용 압밀셀은 다공성 압밀링(620)을 관통하여 다공성 압밀링(620)을 하판에 고정시키는 지지대(원형의 검은 부분)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the transverse consolidation cell according to the present invention may further include a support (circular black portion) for penetrating the
도 7은 본 발명에 따른 횡배수용 압밀셀을 이용하는 압밀 시험 장치의 구조 도이다.7 is a structural diagram of a consolidation test apparatus using a consolidation cell for transverse drainage according to the present invention.
상판 덮개(710)는 시료를 덮고, 시료의 수분이 투수되지 않는 재질로 제조된다. 바람직하게는, 상판 덮개(710)는 황동판을 성형하여 제조될 수 있다.The
다공성 압밀링(720)은 상판 덮개(710)와 하판(730) 사이의 측방향에 배치되어 시료가 담겨진 공간을 밀폐시키고, 다공판으로 구성되어 시료에 포함된 수분을 배수시킬 수 있는 재질로 구성된다. 바람직하게는, 다공성 압밀링(720)은 소정의 다공 금속으로 제조될 수 있다.The
바람직하게는, 다공성 압밀링(720)은 시료와 접촉하는 내측 표면에 음각으로 새겨진 눈금을 포함하여 상판 덮개(710)의 하강 정도를 측정할 수 있도록 구성할 수 있다.Preferably, the
하판(730)은 시료를 담을 수 있고, 시료의 수분이 투수되지 않는 재질로 제조된다. 바람직하게는, 하판(730)은 황동판을 성형하여 제조될 수 있다.The
로딩바(740)는 상판 덮개를 미리 설정된 압력으로 누른다. 이때, 미리 설정된 압력은 도 7과 같이 무게 추(741)를 달아 설정되거나, 다른 압력 인가 수단을 통해 로딩바(740)가 아래 방향으로 힘을 가하도록 하여 설정될 수 있다.The
바람직하게는, 본 발명에 따른 횡배수용 압밀셀을 이용하는 압밀 시험 장치는 다공성 압밀링(720)을 관통하여 다공성 압밀링(720)을 하판(730) 또는 지면에 고정시키는 지지대(도 6에서 원형의 검은 부분)를 포함할 수 있다.Preferably, the consolidation test apparatus using a transverse consolidation cell according to the present invention is a support for fixing the
거리 측정부(760)는 하판과 상판 덮개 사이의 거리를 측정하는데, 도 7과 같이, 눈금자로 표시하는 방식, 게이지 눈금으로 표시하는 방식, 로딩바(740)의 위치 를 센서로 감지하여 전자식으로 표시하는 방식 등이 될 수 있다.The
바람직하게는, 본 발명에 따른 횡배수용 압밀셀을 이용하는 압밀 시험 장치는 로딩바(740)에 의해 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서, 로딩바(740)의 시간당 변위량을 계측하는 수단을 포함하고, 이렇게 측정된 압력 및 시간당 변위량을 컴퓨터로 분석하여 압밀 특성을 파악할 수 있는 시스템으로 구성될 수 있다.Preferably, the consolidation test apparatus using the transverse consolidation cell according to the present invention includes a pressure sensor for measuring the pressure exerted by the
본 발명에 따른 횡배수용 압밀셀을 이용하는 압밀 시험 장치를 이용하여 압밀 특성을 분석하기 위하여, 먼저, 다공성 압밀링(720) 및 하판(730)으로 이루어진 하우징 내부에 가압수를 가입시킬 수 있다. 가압수를 가압해 넣는 이유는 시료 속에 포함되어 있는 미세한 공기방울들을 가압수로 용해시켜 공기를 제거하기 위함이다. 로딩바(740)에 하중을 가중시키면 시료가 압착되면서 시료에 포함되어 있는 수분이 다공성 압밀링(720)을 통해 배수된다. 일정한 속도로 로딩바(740)를 누르면서 하중을 가하면 시료에 일정 속도의 변형이 발생하는데, 이때 시료 상부의 응력, 하부의 간극수압 및 변위 등을 측정하여 해석을 할 수 있다.In order to analyze the consolidation characteristics using the consolidation test apparatus using the condensation cell for transverse drainage according to the present invention, first, pressurized water may be added to a housing made of a
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary and will be understood by those of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made therefrom. However, such modifications should be considered to be within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 측면 배수가 가능한 압밀링을 이용함으로써, 압밀시험에서 연직 배수 보다 수평 배수가 우월하게 나타나는 특성을 적절히 반영할 수 있고, 수직 재하 하중에 따른 횡방향 압밀 특성 파악 가능하고, 압밀링에 탄성파 측정용 트랜스듀서를 부착함으로써, 횡방향 압밀 거동에 따른 전단파 속도를 함께 측정할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by using the consolidation ring capable of lateral drainage, it is possible to appropriately reflect the characteristic that the horizontal drainage is superior to the vertical drainage in the consolidation test, and grasp the transverse consolidation characteristics according to the vertical loading load. It is possible, and by attaching the transducer for measuring the acoustic wave to the consolidation ring, there is an effect that can measure the shear wave velocity according to the transverse consolidation behavior.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060068335A KR100764243B1 (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Consolidation cell with horizontal drain and measuring elastic wave and apparatus for testing consolidation characteristics therewith |
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KR1020060068335A KR100764243B1 (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Consolidation cell with horizontal drain and measuring elastic wave and apparatus for testing consolidation characteristics therewith |
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ID=39419366
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KR1020060068335A KR100764243B1 (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Consolidation cell with horizontal drain and measuring elastic wave and apparatus for testing consolidation characteristics therewith |
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KR (1) | KR100764243B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101541237B1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-08-03 | 인덕대학교 산학협력단 | Apparatus of consolidation test |
KR101725898B1 (en) | 2015-10-07 | 2017-04-12 | 고려대학교 산학협력단 | Oedometer cell having correction function of wall-friction effect |
Citations (3)
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JPS5373186A (en) | 1976-12-13 | 1978-06-29 | Ouyou Chishitsu Chiyousa Jimus | Three axial compressing apparatus for sound release testing |
JP2001116747A (en) | 1999-10-20 | 2001-04-27 | Osaka Gas Co Ltd | Testing apparatus for compaction in horizontal direction of foundation material |
KR20020017716A (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | 정충기 | Equipment for CRS Consolidation Test |
-
2006
- 2006-07-21 KR KR1020060068335A patent/KR100764243B1/en not_active IP Right Cessation
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