KR100795474B1 - Soil Testing Apparatus for various stress path tests under plane strain condition - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐공간을 제공하는 하우징과, 상기 하우징 내에 설치되어 시료가 놓이는 시료기와, 상기 하우징 내에 압력을 제공하는 가압장치를 포함하는 토질 시험기에 관한 것으로서, 상기 시료기는, 시료(150)를 양측에서 지지하는 두개의 측벽(142, 144)과, 측벽(142, 144) 사이의 아랫부분을 막는 하부캡(122)과, 측벽(142, 144) 사이의 윗부분을 막으면서 시료(150)를 누를 수 있도록 상하운동 가능하게 설치되는 상부캡(124)과, 시료(150)의 측면을 둘러싸는 내측 멤브레인(152)과, 하부캡(122)과 상부캡(124) 사이의 외측면을 둘러싸는 외측 멤브레인(154)과, 상기 하우징의 외부로부터 시료(150)에 연결되는 간극수압관(L1, L2);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 시료의 부피변형이나 간극수압을 정확히 측정하면서 다양한 응력경로의 시험을 할 수 있을 뿐만 아니라 실제 현장의 유일 파괴면을 재현할 수 있고, 시료의 변형과정을 시각적으로도 정확히 관찰할 수 있으며, 시료의 성형을 용이하게 할 수 있다. The present invention relates to a soil tester including a housing providing a sealed space, a sample installed in the housing and a sample placed thereon, and a pressurizing device for providing a pressure in the housing. Press the sample 150 while blocking the two side walls 142 and 144 supported by the lower side, the lower cap 122 blocking the lower portion between the side walls 142 and 144, and the upper portion between the side walls 142 and 144. The upper cap 124 is installed so as to be able to move up and down, the inner membrane 152 surrounding the side of the sample 150, the outer side surrounding the outer surface between the lower cap 122 and the upper cap 124 It characterized in that it comprises a membrane 154, and the pore pressure pipe (L1, L2) connected to the sample 150 from the outside of the housing. According to the present invention, it is possible not only to test the various stress paths while accurately measuring the volume deformation or the pore water pressure of the sample, but also to reproduce the only fracture surface of the actual site, and to visually accurately observe the deformation process of the sample. Can facilitate the shaping of the sample.

평면변형, 다양한 응력경로, 이중 멤브레인, 간극수압, 부피변형, 몰드 Plane deformation, various stress paths, double membrane, pore water pressure, volume deformation, mold

Description

평면변형률 조건하에서 다양한 응력경로 시험이 가능한 토질 시험기 {Soil Testing Apparatus for various stress path tests under plane strain condition}Soil Testing Apparatus for various stress path tests under plane strain condition

도 1은 종래의 평면변형률 시험기를 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining a conventional planar strain tester;

도 2는 평면변형률 조건이 깨지는 경우의 응력경로를 설명하기 위한 응력 경로 그래프;2 is a stress path graph for explaining a stress path when a plane strain condition is broken;

도 3은 본 발명에 따른 토질 시험기를 설명하기 위한 도면;3 is a view for explaining a soil tester according to the present invention;

도 4는 도 3의 시료(150)를 성형하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a process of molding the sample 150 of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명><Description of reference numbers for the main parts of the drawings>

12, 112: 바닥판 14, 114: 덮개12, 112: base plate 14, 114: cover

22, 122: 하부캡 24, 124: 상부캡22, 122: lower cap 24, 124: upper cap

30, 42, 44, 130, 142, 144: 측벽30, 42, 44, 130, 142, 144: side walls

46, 246: 연결판 50, 150: 시료46, 246: connecting plate 50, 150: sample

62, 162: 수직조임대 70, 170: 부하램62, 162: vertical clamp 70, 170: load ram

80 : 수직변형 측정장치 90: 가압장치80: vertical deformation measuring device 90: pressurizing device

122a, 124a, 122b, 124b: 오링122a, 124a, 122b, 124b: O-ring

146: 몰딩판 146a: 흡입구146: molding plate 146a: suction port

152: 내측 멤브레인 154: 외측 멤브레인152: inner membrane 154: outer membrane

202: 선형 베어링 204: 제어장치202: linear bearing 204: control unit

300: 토압계 L1, L2: 간극수압관300: earth pressure gauge L1, L2: pore water pressure pipe

L3: 구속압력관L3: restraint pressure tube

본 발명은 흙의 거동을 평가하는 토질 시험기에 관한 것으로서, 특히 평면변형률 조건 하에서 다양한 응력경로 시험이 가능한 토질 시험기에 관한 것이다. The present invention relates to a soil tester for evaluating soil behavior, and more particularly, to a soil tester capable of testing various stress paths under planar strain conditions.

평면변형률 조건(plane strain condition)은 지반공학분야에서 빈번히 발생한다. 따라서 평면변형률 조건에 대한 흙의 응력변형거동을 정확히 평가하는 것은 대단히 중요하다. Plane strain conditions occur frequently in the geotechnical arts. Therefore, it is very important to accurately assess the stress strain behavior of soil under planar strain conditions.

도 1은 종래의 평면변형률 시험기를 설명하기 위한 도면이다. 평면변형률 시험기는 하중재하장치, 압력조절장치, 간극수압 측정장치 등을 포함하는 일반적인 삼축시험기의 프레임을 이용한다. 하우징은 바닥판(pedestal, 12), 실리더형 측벽(30), 및 덮개(14)를 포함하여 이루어지며 밀폐공간을 제공한다. 수직조임대(62)에 의해 바닥판(12)과 덮개(14)가 서로 조여지기 때문에 이러한 밀폐가 확실하게 이루어진다. 1 is a view for explaining a conventional planar strain tester. Plane strain tester uses the frame of a general triaxial tester including a loading device, a pressure regulator, a pore water pressure measuring device, and the like. The housing includes a pedestal 12, a cylinder-shaped side wall 30, and a lid 14, and provides a closed space. Since the bottom plate 12 and the cover 14 are fastened to each other by the vertical fastening table 62, such sealing is securely performed.

상기 하우징 내에는 시료기가 설치되며, 상기 시료기는 시료를 양측에서 지지하는 두개의 측벽(42, 44), 하부캡(22), 상부캡(24)을 포함하여 이루어진다. 하부캡(22) 및 상부캡(24)은 측벽(42, 44) 사이의 아랫부분과 윗부분을 각각 막는다. A sampler is installed in the housing, and the sampler includes two sidewalls 42 and 44, a lower cap 22, and an upper cap 24 supporting the sample on both sides. The lower cap 22 and the upper cap 24 close the lower and upper portions between the side walls 42 and 44, respectively.

하부캡(22) 위에는 흙 등의 시료(50)가 놓이며 시료(50)는 고무 멤브레인(미도시)으로 씌어진다. 측벽(42, 44)에 의해서 시료(50)의 좌우방향으로의 변형이 억제되어 평면변형률 조건이 형성된다. 측벽(42, 44)을 완전히 구속하기 위해서 측벽(42, 44)을 연결판(46)으로 서로 잇는다. 시료(50) 위에는 상부캡(24)이 놓인다. A sample 50 such as soil is placed on the lower cap 22, and the sample 50 is covered with a rubber membrane (not shown). The side walls 42 and 44 suppress the deformation of the sample 50 in the left and right directions to form a planar strain condition. Side walls 42 and 44 are connected to each other by connecting plates 46 to completely confine the side walls 42 and 44. The upper cap 24 is placed on the sample 50.

상기 시료기 내에 시료(50)가 놓이면, 구속압력관(L3)의 PT단으로 물을 공급하여 상기 하우징을 물로 채운다. 그 다음에는 가압장치(90)로 상기 채워진 물에 공압을 가하여 시료(50)에 가해지는 구속압을 높인다. 경우에 따라서는 상기 하우징의 외부로부터 하부캡(22)과 상부캡(24)을 통하여 시료(50)에 연결되는 간극수압관(L1, L2)을 통하여 시료(50)에 물을 공급하여 시료를 포화시킴으로써 간극수압을 형성시키는 과정을 거치기도 한다. 간극수압관(L1, L2)은 시료에 포함된 물을 외부로 유출시키거나 시료의 공기를 제거하는데도 사용된다. L4는 상기 하우징 내의 공기를 빼기 위한 라인이다. When the sample 50 is placed in the sample machine, water is supplied to the PT end of the restraint pressure tube L3 to fill the housing with water. The pressurization device 90 then applies pneumatic pressure to the filled water to increase the restraint pressure applied to the sample 50. In some cases, the sample is supplied by supplying water to the sample 50 through the pore pressure pipes L1 and L2 connected to the sample 50 through the lower cap 22 and the upper cap 24 from the outside of the housing. Saturation can also lead to the formation of pore water pressure. The pore-pressure pipes L1 and L2 are also used to drain water contained in the sample to the outside or to remove air from the sample. L4 is a line for releasing air in the housing.

이렇게 시료(50)에 구속압을 가해 시료(50)의 형태가 유지되도록 한 다음에 부하램(loading ram, 70)으로 상부캡(24)을 아래로 눌러 시료(50)를 압축 파괴시키면서 흙의 응력-변형율 관계와 전단강도와 같은 필요한 데이터를 얻는다. 시료의 높이 변화는 부하램(70)에 연결되는 수직변형 측정장치(LVDT, 80)로 측정한다. 시험과정을 관찰할 수 있도록 실리더형 측벽(30)은 투명한 재질로 이루어진다. As a result of applying a restraining pressure to the sample 50, the shape of the sample 50 is maintained, and then pressing down the upper cap 24 with a loading ram 70 to compress and destroy the sample 50. Obtain necessary data such as strain relationship and shear strength. The height change of the sample is measured by a vertical strain measuring device (LVDT) 80 connected to the load ram 70. The cylinder-type side wall 30 is made of a transparent material so that the test process can be observed.

상술한 종래의 평면변형률 시험기는 다음과 같은 문제점을 갖는다. The conventional plane strain tester described above has the following problems.

첫째, 부하램(70)으로 상부캡(24)을 누르면 시료(50)가 옆으로 퍼지면서 측벽(42, 44)이 바깥쪽 방향으로 압력을 받는다. 이렇게 측벽(42, 44)의 바깥쪽 방향으로 가해지는 압력보다 가압기(90)에 의해 측벽(42, 44)의 안쪽방향으로 가해지는 구속압이 더 커지면 측벽(42, 44)과 시료(50) 사이로 물이 침투하게 된다. 그러면 일반적인 삼축시험 조건(엄밀하게는 축대칭 조건)으로 바뀌어서 평면변형률 조건이 깨지게 된다.First, when the upper cap 24 is pressed by the load ram 70, the sample 50 spreads sideways and the side walls 42 and 44 are pressed outward. When the restraining pressure exerted by the pressurizer 90 in the inward direction of the sidewalls 42 and 44 is greater than the pressure exerted in the outward direction of the sidewalls 42 and 44, the sidewalls 42 and 44 and the sample 50 are separated. Water will penetrate. This changes to the normal triaxial test conditions (strictly axisymmetric conditions), breaking the planar strain conditions.

평면변형률 조건이 깨지는 경우는 도 2의 응력 경로 그래프에서 응력경로가 KO 라인 아래로 갈 때에 발생한다. 즉, 도 2에서 ①, ⑤, ⑥의 경로를 따라서 시험을 수행할 경우에 가압기(90)에 의한 구속압이 측벽(42, 44)에 가해지는 바깥쪽 방향 압력보다 커지게 되어 측벽(42, 44)과 시료(50) 사이로 물이 침투하게 된다. 이러한 상황이 발생하면 다양한 응력경로의 시험이 불가능하다. When the plane strain condition is broken, it occurs when the stress path goes below the KO line in the stress path graph of FIG. That is, in the case of performing the test along the paths ①, ⑤, and ⑥ in FIG. 2, the restraining pressure by the pressurizer 90 becomes larger than the outward pressure applied to the side walls 42 and 44. ) Is penetrated between the sample and the sample 50. If this occurs, testing of various stress paths is not possible.

이러한 문제를 해결하기 위하여 멤브레인을 시험기의 바깥쪽에 씌우는 경우가 있다. 그러나 이러한 경우에는 측벽(42, 44)과 시료(50) 사이에 물이 침투할 수는 없지만 멤브레인과 시료기 사이에 완전한 밀착이 이루어지지 않아 틈새가 생기기 때문에 시료(50)의 부피변형이나 간극수압을 정확히 측정할 수 없는 문제가 발생한다. In order to solve this problem, the membrane may be covered on the outside of the tester. In this case, however, water cannot penetrate between the sidewalls 42 and 44 and the sample 50, but there is a gap between the membrane and the sample device. There is a problem that cannot be measured accurately.

둘째, 평면변형률 시험기는 파괴면의 방향이 정해져 있기 때문에 삼축시험과는 달리 시료의 큰 변형률에서 발생하는 국부변형(strain localization, 파괴가 일어나는 부분은 시료의 일부분)을 더 정확하게 관측할 수 있다. 하지만 종래의 시험 기는 하부캡(22)이 고정되어 있어서 파괴면이 중복해서 생기는 결과를 낳게 된다. 하지만 일반적인 지반공학 현장에서는 하나의 파괴면으로 파괴가 발생한다. 따라서 종래의 경우에는 파괴면의 중복발생으로 인하여 현장을 정확히 모사할 수 없다는 문제가 있다. Secondly, because the plane strain tester has the direction of the fracture surface, it is possible to more accurately observe the strain localization (part where the fracture occurs is part of the sample) unlike the triaxial test. However, in the conventional tester, the lower cap 22 is fixed, resulting in overlapping fracture surfaces. However, in general geotechnical sites, fracture occurs with one fracture surface. Therefore, in the conventional case, there is a problem in that the site cannot be accurately simulated due to the occurrence of overlapping fractured surfaces.

셋째, 국부변형(strain localization)을 더욱 정확히 측정하기 위해서는 시료의 변형을 시각적으로 정확히 관측하는 것이 필요하다. 하지만 상기 시료기의 측벽(42, 44)이 불투명하여 시료(50)의 측면 변화를 정확히 관찰할 수 없다. 또한 상기 하우징 측벽(30)이 투명한 재질로 이루어지기는 하지만 실린더 형상을 하기 때문에 내부를 관측할 때에 굴절되어 보여서 단순한 시각적인 관측은 가능하지만 변형의 크기와 비율을 정확히 파악할 수가 없어서 디지털 이미지화가 어렵다. Third, in order to measure strain localization more accurately, it is necessary to visually observe the deformation of the sample accurately. However, the sidewalls 42 and 44 of the sampler are opaque, so that the lateral change of the sample 50 cannot be observed accurately. In addition, the housing side wall 30 is made of a transparent material, but because of the cylindrical shape, it is deflected when observing the inside, so that a simple visual observation is possible, but it is difficult to accurately grasp the size and ratio of deformation, and thus, digital imaging is difficult.

넷째, 시료가 모래(sand)인 경우에는 시료 성형을 위한 몰드(mold)가 필요하고 몰드(mold) 내부에 고무 멤브레인을 밀착시킨 후 성형해야 하는데, 종래의 경우에는 직사각형 몰드 내부에 고무 멤브레인을 밀착시키기 어려운 문제가 있다.Fourth, when the sample is sand, a mold for forming the sample is required and the rubber membrane must be closely adhered to the mold, and in the conventional case, the rubber membrane is closely adhered to the rectangular mold. There is a problem that is difficult to make.

다섯째, 종래의 평면변형률 시험기는 주로 큰 변형(large strain)에 초점이 맞추어져 있어서 작은 변형(small strain)을 측정하기 위한 조건이 충분히 마련되어 있지 않다. Fifth, conventional planar strain testers are mainly focused on large strains, and thus sufficient conditions for measuring small strains are not provided.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 시료의 부피변형이나 간극수압을 정확히 측정하면서 다양한 응력경로의 시험을 할 수 있을 뿐만 아니라 실제 현장의 유일 파괴면을 재현할 수 있고, 시료의 변형과정을 시각적으로도 정확히 관찰할 수 있으며, 시료의 성형을 용이하게 할 수 있는 토질 시험기를 제공하는 데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is not only to test the various stress paths while accurately measuring the volume deformation and the pore water pressure of the sample, but also to reproduce the only fracture surface of the actual site, and to visualize the deformation process of the sample. The present invention provides a soil tester that can be observed precisely and that can easily mold a sample.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 토질 시험기는, 바닥판, 측벽, 및 덮개로 이루어져 밀폐공간을 제공하는 하우징과; 상기 하우징 내에 설치되어 시료가 놓이는 시료기와; 상기 하우징 내에 압력을 제공하는 가압장치;를 포함하며, 상기 시료기는, 상기 시료를 양측에서 지지하는 두개의 측벽과; 상기 측벽 사이의 아랫부분을 막도록 설치되는 하부캡과; 상기 하우징의 덮개를 관통하여 상하운동 가능하게 설치되는 부하램과; 상기 부하램에 연결되어 상기 부하램의 움직임에 연동되어 상하운동하며 상기 측벽 사이의 윗부분을 막도록 설치되는 상부캡과; 상기 시료의 측면을 둘러싸는 내측 멤브레인과; 상기 하부캡과 상부캡 사이의 외측면을 둘러싸는 외측 멤브레인; 및 상기 하우징의 외부로부터 상기 시료에 연결되는 간극수압관; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Soil tester according to the present invention for achieving the above technical problem, the housing consisting of a bottom plate, side walls, and a cover to provide a closed space; A sampler installed in the housing and on which a sample is placed; And a pressurizing device for providing a pressure in the housing, wherein the sampler comprises: two side walls for supporting the sample on both sides; A lower cap installed to block a lower portion between the side walls; A load ram installed to penetrate the cover of the housing to move up and down; An upper cap connected to the load ram and interlocked with the movement of the load ram to block the upper portion between the side walls; An inner membrane surrounding the side of the sample; An outer membrane surrounding an outer surface between the lower cap and the upper cap; And a pore water pressure pipe connected to the sample from the outside of the housing. Characterized in that comprises a.

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상기 측벽 중의 적어도 하나는 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. At least one of the sidewalls is preferably made of a transparent material.

상기 하우징의 측면은 평면 사각형 모양을 하는 것이 바람직하다. The side of the housing is preferably in the shape of a flat square.

상기 하부캡은 상기 측벽이 없는 면의 방향으로 이동가능하게 설치되는 것이 바람직하다. The lower cap is preferably installed to be movable in the direction of the surface without the side wall.

상기 내측 멤브레인의 윗단은 상기 상부캡에 오링에 의해 고정되고 아랫단은 상기 하부캡에 오링에 의해 고정되는 것이 바람직하다. The upper end of the inner membrane is preferably fixed by the O-ring to the upper cap and the lower end is fixed by the O-ring to the lower cap.

상기 외측 멤브레인의 윗단은 상기 상부캡에 오링에 의해 고정되고 아랫단은 상기 하부캡에 오링에 의해 고정되는 것이 바람직하다. The upper end of the outer membrane is preferably fixed by the O-ring to the upper cap and the lower end is fixed to the lower cap by the O-ring.

상기 간극수압관은 상기 상부캡 및 하부캡을 통해서 상기 시료에 연결되는 것이 바람직하다. The pore water pressure pipe is preferably connected to the sample through the upper cap and the lower cap.

본 발명에 따른 토질 시험기는 상기 시료의 사방이 막히도록 상기 측벽이 없는 면에 세워질 수 있는 두 개의 몰딩판을 더 포함하는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 몰딩판에는 흡입구가 설치되는 것이 바람직하다. The soil tester according to the present invention preferably further includes two molding plates which can be erected on the side without the side wall so that the four sides of the sample are blocked, and in this case, the suction plate is preferably provided.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The following examples are only presented to understand the content of the present invention, and those skilled in the art will be capable of many modifications within the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited to these embodiments.

도 3은 본 발명에 따른 토질 시험기를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 시료(150)를 성형하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the soil tester according to the present invention, Figure 4 is a view for explaining the process of forming the sample 150.

도 3을 참조하면, 하우징은 바닥판(112), 측벽(130), 및 덮개(114)로 이루어지며, 시료기는 상기 하우징 내에 설치된다. 상기 시료기는 시료를 양측에서 지지하는 두 개의 측벽(142, 144), 하부캡(122), 및 상부캡(124)을 포함한다. 하부캡(122)과 상부캡(124)은 측벽(142, 144) 사이의 아랫부분과 윗부분을 각각 막는다. Referring to FIG. 3, the housing is composed of a bottom plate 112, a side wall 130, and a cover 114, and a sampler is installed in the housing. The sampler includes two sidewalls 142 and 144 supporting the sample on both sides, a lower cap 122, and an upper cap 124. The lower cap 122 and the upper cap 124 block the lower and upper portions between the side walls 142 and 144, respectively.

하부캡(122)에 먼저 내측 멤브레인(152)을 씌우고 하부캡(122)의 외주면에 오링(122a)을 끼워서 내측 멤브레인(152)의 아랫단을 하부캡(122)에 고정한다. 그런 다음에 도 4에 도시된 바와 같이 두 개의 몰딩판(146, 하나는 가려져서 안보임)을 측벽(142, 144)이 없는 앞뒤면(지면의 앞뒤)에 세워서 설치하여 두 개의 몰딩판(146)과 두 개의 측벽(142, 144)에 의해서 사방이 막히도록 한다. The lower cap 122 is first covered with the inner membrane 152 and the O-ring 122a is fitted to the outer circumferential surface of the lower cap 122 to fix the lower end of the inner membrane 152 to the lower cap 122. Then, as shown in FIG. 4, two molding plates 146 (one hidden and invisible) are installed on the front and rear surfaces (front and back of the ground) without sidewalls 142 and 144 and two molding plates 146 and The two side walls 142 and 144 are blocked in all directions.

그리고 내측 멤브레인(152)을 몰딩판(146) 및 측벽(142, 144)의 위쪽으로 올려서 바깥쪽으로 젖히고 몰딩판(146)에 형성되어 있는 흡입구(146a)를 통하여 공기를 외부로 흡입한다. 그러면 내측 멤브레인(152)이 몰딩판(146) 및 측벽(142, 144)으로 이루어지는 몰드의 내벽에 밀착되어 틈이 생기지 않게 된다. The inner membrane 152 is raised above the molding plate 146 and the sidewalls 142 and 144 to be folded outward, and the air is sucked out through the inlet 146a formed in the molding plate 146. Then, the inner membrane 152 is in close contact with the inner wall of the mold formed of the molding plate 146 and the side walls 142 and 144 so that a gap does not occur.

이렇게 내측 멤브레인(152)이 몰드 내벽에 흡착된 상태에서 시료(150)를 상기 몰드 내에 넣어서 원하는 상대밀도(다짐도)와 함수비로 성형한다. 그 다음에 상부캡(144)을 시료(150)위에 얹은 후 내측 멤브레인(152)을 위로 걷어 올려 내측 멤브레인(152)의 윗단을 오링(124a)으로 상부캡(144)의 외주면에 고정시킨다. 그 다음에 도 4에 도시된 두 개의 몰딩판(146)을 제거한다. In such a state that the inner membrane 152 is adsorbed on the mold inner wall, the sample 150 is put into the mold and molded at a desired relative density (density) and a water content ratio. Then, the upper cap 144 is placed on the sample 150, and then the inner membrane 152 is rolled up to fix the upper end of the inner membrane 152 to the outer circumferential surface of the upper cap 144 with the O-ring 124a. The two molding plates 146 shown in FIG. 4 are then removed.

몰딩판(146)을 제거한 후에는 시료(150)의 형태가 유지될 수 있도록 간극수압관(L1, L2)을 통하여 진공 흡입한다. 간극수압관(L1, L2)은 상부캡(124)과 하부캡(122)을 통하여 시료(150)에 연결된다. 그 다음에는 연결판(246)을 설치하여 이러한 형태가 허물어지지 않도록 한다. 그리고 외측 멤브레인(154)으로 상부캡(124)으로부터 하부캡(122)까지의 외측면을 모두 감싸고, 하부캡(122)과 상부캡(124)에 오링(122b, 124b)을 각각 설치하여 외측 멤브레인(154)의 아랫단과 윗단을 고정한다.After removing the molding plate 146, the suction of the vacuum through the pore pressure pipe (L1, L2) so that the shape of the sample 150 can be maintained. The gap hydraulic pipes L1 and L2 are connected to the sample 150 through the upper cap 124 and the lower cap 122. Next, the connecting plate 246 is installed so that this form is not torn down. The outer membrane 154 surrounds all of the outer surfaces from the upper cap 124 to the lower cap 122, and O-rings 122b and 124b are installed on the lower cap 122 and the upper cap 124, respectively. Secure the bottom and top of (154).

외측 멤브레인(154)만 존재할 경우에는 배수 또는 비배수 가압과정(현장 지반 상태로 만드는 과정)에서 발생하는 간극수의 유출량 및 간극수압의 정확한 측정이 어려울 수 있으므로 상술한 바와 같이 내측 멤브레인(152)을 설치하여 2중 멤브레인 구조를 갖게 한다. If only the outer membrane 154 is present, it is difficult to accurately measure the flow rate of the pore water and the pore water pressure generated during the drainage or non-drainage pressurization process (making the site ground state), so that the inner membrane 152 is installed as described above. To have a double membrane structure.

다음에, 상부캡(124)을 상하운동시킬 부하램(170)을 상부캡(124)에 조립한다. 그리고 측벽(130)을 바닥판(112)에 세우고 그 위에 덮개(114)를 끼워 맞춘다. 이 때 부하램(170)은 덮개(114)를 관통하게 되며, 부하램(170)이 상하운동하면 상부캡(124)도 이와 연동되어 상하운동하게 된다. 수직조임대(162)를 사용하여 바닥판(112)과 덮개(114)를 서로 조임으로써 상기 하우징의 내부가 수밀성을 갖도록 한다. 바닥판(112), 측벽(120), 덮개(114) 사이에는 오링을 설치하여 이러한 수밀성을 획득하는데 도움이 되도록 한다. Next, assembling the load ram 170 to the upper cap 124 to move the upper cap 124 up and down. Then, the side wall 130 is placed on the bottom plate 112 and the cover 114 is fitted thereon. At this time, the load ram 170 penetrates the cover 114, and when the load ram 170 moves up and down, the upper cap 124 also moves up and down. By tightening the bottom plate 112 and the cover 114 with each other using a vertical clamp 162, the interior of the housing is watertight. An O-ring is installed between the bottom plate 112, the side wall 120, and the cover 114 to help achieve such watertightness.

이어서, 구속압력관(L3)을 통하여 상기 하우징 내부에 물을 채워 넣는다. 상기 하우징 내부에 물이 꽉 차면 일반적인 삼축시험기의 프레임(하중재하장치, 압력조절장치, 간극수압 측정장치 등을 포함)에 도 3의 구성을 연결 설치한다. 그 다음에 구속압력관(L3)을 통해서 약간의 공압을 가하고 시료(150)가 제대로 설 수 있게 되면 간극수압관(L1, L2)을 통한 진공흡입을 해제한다. 그리고 간극수압관(L1, L2)을 통하여 시료(150)의 공기를 제거하고 물을 공급하여 포화시킨 후에 압밀단계를 거쳐 전단시험을 진행한다. Subsequently, water is filled into the housing through the confining pressure tube L3. When the water is filled inside the housing, the configuration of FIG. 3 is connected to a frame of a general triaxial tester (including a load device, a pressure regulator, and a pore water pressure measuring device). Then, a little pneumatic pressure is applied through the restraint pressure tube L3 and the sample 150 can be properly stood to release the vacuum suction through the pore pressure tubes L1 and L2. Then, the air of the sample 150 is removed through the pore-pressure pipes L1 and L2, and water is supplied to saturate.

현장을 정확하게 묘사하기 위해서 하부캡(122)은 선형 베어링(202)에 의해 측벽(142, 144)이 없는 면의 방향(지면의 앞뒤방향)으로 마찰없이 이동가능하게 설치한다. 제어장치(204)가 위로 올라가면 하부캡(122)이 고정되고 아래로 내려가면 하부캡(122)이 움직일 수 있게 된다. 전단시험을 할 때에는 제어장치(204)를 아래로 내려서 하부캡(122)이 지면의 앞뒤로 자유롭게 움직일 수 있게 한다. In order to accurately describe the site, the lower cap 122 is movably installed without friction in the direction of the surface (front and back of the ground) without the side walls 142 and 144 by the linear bearing 202. The lower cap 122 is fixed when the control device 204 is moved up, and the lower cap 122 is movable when the controller 204 is raised. In the shear test, the control device 204 is lowered to allow the lower cap 122 to move freely back and forth on the ground.

시료(150)의 파괴과정을 시각적으로 정확히 관찰하기 위하여 시료기의 측벽(142, 144) 중의 적어도 하나(142)는 아크릴과 같은 투명한 재질로 만들며, 굴절의 효과를 없애기 위하여 하우징의 측벽(130)은 원통형이 아닌 직사각형의 박스를 사용한다. 그러면 하우징의 외부에서 디지털 카메라를 사용하여 디지털 이미지화 하는데 유리하다. 아크릴로 이루어지지 않은 측벽(144)에 토압계(300)를 설치하여 평면변형 조건하에서 응력상태를 더욱 정확히 파악한다. At least one of the sidewalls 142 and 144 of the sampler is made of a transparent material such as acrylic in order to visually observe the fracture process of the sample 150, and the sidewall 130 of the housing to eliminate the effect of refraction. Uses a rectangular box that is not cylindrical. This is advantageous for digital imaging using a digital camera outside of the housing. The earth pressure gauge 300 is installed on the side wall 144 that is not made of acryl to more accurately grasp the stress state under the planar deformation condition.

필요에 따라서는 내부에 작은 변형(small strain) 측정을 위한 트랜스듀서(Transducer)를 설치할 수도 있다. 이렇게 작은 변형(small strain)을 측정할 경우에는 정밀성 문제를 고려하여 내측 멤브레인(152)만을 사용하는 것이 바람직하며, 이 경우에는 압축시험 외의 다양한 응력경로 시험은 어렵다. 외측 멤브레인(154)이 씌워지지 않는 경우에는 물이 새지 않도록 하부캡(122)을 교체한다. 이때의 하부캡(122)에 설치되는 간극수압관(L2)은 변위가 구속되지 않은 수평방향으로 나오도록 한다. If necessary, a transducer can be installed inside to measure small strain. In the case of measuring such small strains, it is preferable to use only the inner membrane 152 in consideration of precision problems, and in this case, various stress path tests other than the compression test are difficult. If the outer membrane 154 is not covered, replace the lower cap 122 so that water does not leak. At this time, the pore water pressure pipe L2 installed in the lower cap 122 may come out in the horizontal direction where the displacement is not restricted.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 시료의 부피변형이나 간극수압을 정확 히 측정하면서 다양한 응력경로의 시험을 할 수 있을 뿐만 아니라 실제 현장의 유일 파괴면을 재현할 수 있고, 시료의 변형과정을 시각적으로도 정확히 관찰할 수 있으며, 시료의 성형을 용이하게 할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible not only to test various stress paths while accurately measuring the volume deformation and the pore water pressure of the sample, but also to reproduce the only fracture surface of the actual site, and to visualize the deformation process of the sample. It can also be observed exactly, and it can make the shaping | molding of a sample easy.

Claims (8)

바닥판, 측벽, 및 덮개로 이루어져 밀폐공간을 제공하는 하우징과; 상기 하우징 내에 설치되어 시료가 놓이는 시료기와; 상기 하우징 내에 압력을 제공하는 가압장치;를 포함하며, A housing comprising a bottom plate, a side wall, and a cover to provide a sealed space; A sampler installed in the housing and on which a sample is placed; And a pressurizing device for providing pressure in the housing. 상기 시료기는, The sample device, 상기 시료를 양측에서 지지하는 두개의 측벽;Two side walls for supporting the sample on both sides; 상기 측벽 사이의 아랫부분을 막도록 설치되는 하부캡;A lower cap installed to block a lower portion between the side walls; 상기 하우징의 덮개를 관통하여 상하운동 가능하게 설치되는 부하램;A load ram installed to penetrate the cover of the housing to move up and down; 상기 부하램에 연결되어 상기 부하램의 움직임에 연동되어 상하운동하며 상기 측벽 사이의 윗부분을 막도록 설치되는 상부캡;An upper cap connected to the load ram and interlocked with the movement of the load ram to block the upper portion between the side walls; 상기 시료의 측면을 둘러싸는 내측 멤브레인; An inner membrane surrounding a side of the sample; 상기 하부캡과 상부캡 사이의 외측면을 둘러싸는 외측 멤브레인; 및An outer membrane surrounding an outer surface between the lower cap and the upper cap; And 상기 하우징의 외부로부터 상기 시료에 연결되는 간극수압관; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토질 시험기.A pore water pressure pipe connected to the sample from the outside of the housing; Soil tester, characterized in that comprises a. 제1항에 있어서, 상기 측벽 중의 적어도 하나가 투명한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토질 시험기. The soil testing machine according to claim 1, wherein at least one of the side walls is made of a transparent material. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 측면이 평면 사각형 모양을 하는 것을 특징으로 하는 토질 시험기.The soil tester according to claim 1, wherein the side of the housing has a flat rectangular shape. 제1항에 있어서, 상기 하부캡이 상기 측벽이 없는 면의 방향으로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 토질 시험기.The soil tester according to claim 1, wherein the lower cap is movably installed in a direction of a surface without the side wall. 제1항에 있어서, 상기 내측 멤브레인의 윗단은 상기 상부캡에 오링에 의해 고정되고 아랫단은 상기 하부캡에 오링에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 토질 시험기. The soil tester of claim 1, wherein an upper end of the inner membrane is fixed to the upper cap by an O-ring and a lower end is fixed to the lower cap by an O-ring. 제1항에 있어서, 상기 외측 멤브레인의 윗단은 상기 상부캡에 오링에 의해 고정되고 아랫단은 상기 하부캡에 오링에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 토질시험기. The soil tester according to claim 1, wherein an upper end of the outer membrane is fixed to the upper cap by an O-ring and a lower end is fixed to the lower cap by an O-ring. 제1항에 있어서, 상기 간극수압관이 상기 상부캡 및 하부캡을 통해서 상기 시료에 연결되는 것을 특징으로 하는 토질 시험기.The soil tester according to claim 1, wherein the pore-pressure pipe is connected to the sample through the upper cap and the lower cap. 제1항에 있어서, 상기 시료의 사방이 막히도록 상기 측벽이 없는 면에 세워질 수 있는 두 개의 몰딩판을 더 포함하며, 상기 몰딩판에는 흡입구가 설치되는 것을 특징으로 하는 토질 시험기. The soil tester according to claim 1, further comprising two molding plates that can be erected on the side without the sidewalls to block all sides of the sample, wherein the molding plates are provided with suction ports.
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