KR100901083B1 - 흙의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치 - Google Patents

흙의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포화된 점토지반을 효과적으로 선행압밀시키는 실내 시험장치와 그 지반의 전단파 속도분포(shear velocity distribution)를 측정할 수 있도록 하기 위한 것으로, 시험토조(10)와, 상기 시험토조(10) 내부의 바닥판(12) 위에 윤활층(13)의 개재하에 안치되며 상부에는 점토시료(S)가 올려지는 전단플레이트(20)와, 이 전단플레이트(20)의 일측에 끼워지는 고무패드(30)와, 상기 전단플레이트(20)의 타측에 접촉하며 외부에서 타격하여 전단플레이트(20)에 전단파를 발생시키는 트리거(40)와, 상기 시험토조(10)의 상부에 설치되며, 전단플레이트(20) 위에 채워진 포화된 점토시료(S)를 공기압에 의해 하방으로 눌러주기 위한 재하판(50) 및 공압실린더(60)와, 상기 공압실린더(60)에 공급되는 공기량을 조절하여 재하판(50)을 제어하는 압력제어판넬(70)과, 상기 점토시료(S)의 압밀여부를 확인하기 위하여 재하판(50)의 침하량을 측정하는 LVDT(80), 상기 재하판(50)의 하면에 일정 간격으로 설치되는 속도센서(90; 또는 가속도센서), 상기 트리거(40)의 충격 신호와 속도센서(90; 또는 가속도센서)에서 감지된 전단파 신호를 기록하여 전단파 속도를 산정하는 오실로스코프(100) 및 제어용 컴퓨터(110)를 포함하여 이루어진다.
전단파, 속도분포, 측정, 선행, 압밀시험

Description

흙의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치 {A Pre-consolidation Testing Apparatus Equipped with Shear Wave Generators and Receivers for Measuring Shear Wave Velocity Distribution of Soils}
본 발명은 흙의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치에 관한 것으로, 포화된 점토지반을 효과적으로 선행압밀시키고 그 지반의 전단파 속도분포(shear velocity distribution)를 측정할 수 있도록 시험토조의 바닥판 위에 점토시료가 올려지는 전단플레이트가 설치되고, 전단플레이트 일측과 타측에는 각각 고무패드와 트리거가 설치되며, 시험토조의 상부에는 포화된 점토시료를 공기압에 의해 하방으로 눌러주기 위한 재하판 및 공압실린더가 설치되고, 재하판의 침하량을 측정하는 LVDT가 설치되며, 재하판의 하면에는 일정 간격으로 속도센서가 설치되어 트리거의 충격 신호와 속도센서에서 감지된 전단파 신호를 기록하여 전단파 속도를 산정할 수 있도록 한 것이다.
1. 흙의 압밀(consolidation of soil)
흙의 압축(compression)은 주로 토립자의 공극 감소에 의하여 이루어지는 것 으로, 토립자의 실질부분의 체적감소는 무시할 정도로 작지만, 토괴는 토립자의 실질부분, 공극수, 공기 등으로 구성된 다상체(多相體)이므로 비교적 작은 하중에도 지반의 압축침하가 일어나기 때문에 상부구조물에 유해한 영향을 주기 쉬우며, 흙의 압축은 강도 및 투수성과 같은 역학적 성질 및 물리적 성질을 변화시키는 요인이 된다.
일반적으로 사질토지반은 재하 직후에 대부분의 압축침하가 일어나고 침하량이 작은 반면에, 포화된 점성토 지반은 재하 후에 비압축성인 공극수가 침출 또는 소산하는데 따라 압축침하가 서서히 일어나므로 장기간에 걸쳐 침하가 계속되고 최종침하량도 비교적 크다. 특히, 점토의 장기간에 걸친 압축변형을 압밀이라고 한다. 흙의 압축변형은 가역적인(reversible) 탄성적 부분과 비가역적(irreversible)인 소성적 부분으로 구분되는데, 사질토 지반은 탄성적 변형이 대부분인데 반하여 점성토 지반은 매우 작은 응력에서는 탄성적 변형을 일으키지만 탄성한계를 넘는 큰 응력에서는 소성적 변형을 일으킨다.
한편, 흙의 골격구조는 탄성적 압축에 의하여 변화하지는 않으나 소성적 압축에 의하여 공극이 큰 고위의 구조(high-graded structure)로부터 공극이 작은 저위의 구조(low-graded structure)로 변화하므로 사질토지반의 압축침하량은 작은 반면에 점성토 지반의 침하량은 큰 것이 일반적이다.
2. 압밀시험
점토에 대한 측방구속압축시험을 압밀시험(consolidation test)이라 하며, 가장 일반적인 방법은 연직방향의 가압으로 압축하고 연직방향으로 공극수를 배수하도록 장치된 1차원 압밀시험이다. 물론, 실제 지반에서는 구조물 하중에 의한 지반의 변형과 공극수의 배수는 3차원으로 일어나므로 삼축압밀시험이 필요하지만 시험을 간단하고 용이하게 하기 위하여 표준적 방법을 채택하고 있을 뿐이다. 압밀시험의 결과는 압밀압력에 대한 점토시료의 공극비를 순차적으로 작도하여 그래프로 도시하고, 도시된 그래프로부터 앞에 설명한 대로 탄성적 부분과 소성적 부분을 분석하여 현재 흙의 상태와 앞으로 추가적인 하중을 받게 되었을 때 그 지반이 어떻게 거동을 할 것인지 등을 예측하기 위한 각종 물리적 파라메타를 산정한다.
3. 선행압밀응력
선행압밀응력(pre-consolidation stress 또는 preconsolidation pressure)은 어떤 점토가 과거에 받은 최대의 압축응력을 말하며, 선행압밀응력이 현재 받고 있는 압축을 위한 유효응력과 같을 때 그 점토는 정규압밀점토(normally consolidated clay)라 하고, 현재의 응력보다 큰 경우에는 과압밀점토(overconsolidated clay)라 한다. 이를 실제 지반에 적용하여 설명하면, 그 지반이 정규압밀 점토로 구성되어 있고, 건축되는 구조물이 현재 받고 있는 응력보다 큰 응력으로 작용하는 경우에는 그 지반은 많은 양의 소성변형이 발생하여 구조물에 유해한 결과가 발생할 수 있다는 것이다. 그 반대로 그 지반이 과압밀점토로 구성되어 있고 건축되는 구조물이 현재 받고 있는 응력보다 작은 응력으로 작용하는 경우에는 그 지반은 매우 작은 양의 탄성적 변형이 발생하여 구조물에는 그다지 유 해한 결과가 발생하지 않을 수 있다는 것이다.
따라서, 점성토 지반의 선행압밀응력을 파악하는 것은 공학적으로 매우 중요하다고 할 수 있으며, 선행압밀응력을 파악하기 위하여 지금까지 전 세계적으로 여러 가지 방법이 제안되어 있으나 공통적으로 1차원적 표준압밀 시험방법에 의존하고 있다.
4. 선행압밀 과정의 필요성
한편, 포화도가 매우 높은 고함수비(high water content) 점토지반의 경우에는 앞서 설명한 흙 속에 포함되어 있는 공극수의 양을 빼내기 위한 압밀소요기간이 상상을 초월할 정도로 오래 걸린다. 이 경우 전체 공사기간이 크게 영향을 받게 되므로 지반공학자(geotechnical engineers)들은 압밀소요시간을 단축하기 위하여 각종 공법들을 개발하여 사용하여 오고 있다. 선행압밀공법(preconsolidation method)은 여러 공법들 중 가장 간단하면서도 경제적인 방법 중 하나이다. 그 원리 및 방법은 다음과 같다. 즉, 처리하고자 하는 연약점토 지반 위에 필요로 하는 만큼 하중을 얻어놓아 흙 속에 포함되어 있는 빨리 물이 빠져나오도록 압력을 가하는 것이다.
실제 현장에서는 연약점토 지반 위에 하중(대개는 모래 또는 일반 토사를 사용)의 규모와 재하시기 및 방치기간 동안 점토 지반이 필요로 하는 시기에 필요한 만큼 압밀이 발생되었는가를 확인하기 위하여 흙 속에 간극수압계(pore pressure gauge)나 침하판(settlement gauge) 등의 계측기(instrumments)를 설치하여 모니터 링을 실시하고, 필요한 경우에는 가하였던 하중을 제거하거나 추가하여 공사를 진행한다.
5. 선행압밀시험장치
선행압밀시험장치는, 실제 현장을 대상으로 하여 그 지반의 압밀 정도를 판단하는 것이 곤란하므로 실내에서 소규모의 실험장치를 사용하여 현장조건을 유사하게 재현하여서 실제 지반의 거동을 미리 예측하기 위하여 사용하는 시험장치이다.
6. 흙의 전단파 속도 분포
흙의 변형(deformation) 또는 변위(displacement)는 일반적으로 그 흙의 강도(strength) 보다는 그 흙의 강성(stiffness)에 좌우된다. 즉, 동일한 강도를 지닌 흙의 경우 강성이 작으면 강성이 큰 흙보다 동일한 외력에 대하여 더 많은 변형 또는 변위가 발생하게 된다. 이때 흙의 강성을 나타내는 공학적 파라메타는 변형계수(modulus)와 포아송비(Poisson's ratio)이다. 이러한 변형계수에는 일반적으로 널리 알려져 있는 Young계수 E와 전단탄성계수(shear modulus) G, 체적변형계수(volumetric modulus 또는 bulk modulus) K 등이 있다.
지진이 발생할 경우에 대한 설계나 해석을 위해서는 흙의 경우 Young계수 보다는 전단탄성계수 G가 그 지반의 변형거동을 대표하게 된다. 이 때문에 내진설계 등에는 그 지반의 전단탄성계수가 얼마나 큰지 작용하는 응력의 크기변화에 대하여 어떻게 달라지는지 등을 사전에 파악하는 것이 매우 중요하며, 특히, 매우 작은 변형율 수준(small strain level) 또는 매우 작은 응력수준(small stress level)에서의 전단탄성계수 즉, 최대전단탄성계수(maximum shear modulus) GMAX 또는 G0를 파악하는 것이 필수적이다. G를 구하는 시험방법으로는 반복재하삼축시험(cyclic triaxial test), 공진주시험(resonant column test)등 여러 가지가 있으나 시험방법이 복잡하고 고가이며, 결과의 해석이 복잡하고 어렵고, 실험 대상의 범위(시료의 크기)가 매우 작게 제한적이라는 단점이 있다.
한편, 흙의 전단탄성계수 G(또는 GMAX)는 일반적으로 전단파속도 VS를 알면 산정할 수 있다. 즉, 미소변형율 영역에서 다음 식으로 구할 수 있다.
G = ρ×VS
여기서, ρ : 흙의 밀도, VS : 전단파 속도
위 식으로부터 전단파속도 VS를 알면 G를 계산할 수 있다. 즉, 실험에서는 그 흙에 전단파를 발생시켜서 전단파의 발생시간 t0과 도달시간 t1을 측정하고 전달거리에 대하여 그 시간으로 나누어 줌(VS=s/(t1-t0))으로써 전단파속도를 쉽게 구할 수 있다.
본 발명의 목적은 포화된 점토지반을 효과적으로 선행압밀시키는 실내 시험장치와 그 지반의 전단파 속도분포(shear velocity distribution)를 측정할 수 있는 시험장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치는 하부에 배수공이 형성된 바닥판이 구비되고 상부는 개방된 직육면체 형태의 시험토조와, 상기 시험토조 내부의 바닥판 위에 윤활층의 개재하에 안치되며 상부에는 점토시료가 올려지는 전단플레이트와, 상기 전단플레이트의 일측에 끼워지는 고무패드와, 상기 전단플레이트의 타측에 접촉하며 외부에서 타격하여 전단플레이트에 전단파를 발생시키는 트리거와, 상기 시험토조의 상부에 설치되며 전단플레이트 위에 채워진 포화된 점토시료를 공기압에 의해 하방으로 눌러주기 위한 재하판 및 공압실린더와, 상기 공압실린더에 공급되는 공기량을 조절하여 재하판을 제어하는 압력제어판넬과, 상기 점토시료의 압밀 여부를 확인하기 위하여 재하판의 침하량을 측정하는 LVDT와, 상기 재하판의 하면에 일정 간격으로 설치되는 속도센서(또는 가속도센서)와, 상기 트리거의 충격 신호와 속도센서(또는 가속도센서)에서 감지된 전단파 신호를 감지하여 기록하여 전단파 속도 산정이 가능토록 해주는 오실로스코프 및 제어용 컴퓨터를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 기존의 소형 표준압밀시험장치가 아닌 대형 모형토조를 사용하여 선행압밀시험을 실시함으로써 소형에서 수행하지 못하는 준성점토와 같은 고함수비 시료에 대한 선행압밀시험이 가능하며, 그러한 고함수비 시료에 대하여 압밀하중이 증가함에 따라 지반의 압밀도가 증가할 때 각 압밀도에서 모형지반의 전단강성(stiffness for shear)을 나타내는 전단탄성계수(shear modulus)의 공간적, 시간적 분포와 변화를 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 도 1에 도시된 트리거 부분의 확대도이며, 도 3 및 도 4는 시험토조의 전면부 및 배면부 사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 선행압밀시험장치는 하부에는 배수공(11)이 형성된 바닥판(12)이 구비되고 상부는 개방된 직육면체 형태의 시험토조(10)와, 상기 시험토조(10) 내부의 바닥판(12) 위에 윤활층(13)의 개재하에 안치되며 상부에는 점토시료(S)가 올려지는 전단플레이트(20)와, 이 전단플레이트(20)의 일측에 끼워지는 고무패드(30)와, 상기 전단플레이트(20)의 타측에 접촉하며 외부에서 타격하여 전단플레이트(20)에 전단파를 발생시키는 트리거(40)와, 상기 시험토조(10)의 상부에 설치되며, 전단플레이트(20) 위에 채워진 포화된 점토 시료(S)를 공기압에 의해 하방으로 눌러주기 위한 재하판(50) 및 공압실린더(60)와, 상기 공압실린더(60)에 공급되는 공기량을 조절하여 재하판(50)을 제어하는 압력제어판넬(70)과, 상기 점토시료(S)의 압밀 여부를 확인하기 위하여 재하판(50)의 침하량을 측정하는 LVDT(80), 상기 재하판(50)의 하면에 일정 간격으로 설치되는 속도센서(90; 또는 가속도센서), 상기 트리거(40)의 충격 신호와 속도센서(90; 또는 가속도센서)에서 감지된 전단파 신호를 기록하여 전단파 속도를 산정하는 오실로스코프(100) 및 제어용 컴퓨터(110)를 포함하여 이루어져 있다.
도면 중 부호 120은 공압실린더(60)에 압축공기를 공급하기 위한 콤프레셔이다.
본 발명에서 상기 전단플레이트(20)는 시험토조(10)의 바닥판(12) 위에 바닥판(12) 폭의 약 1/2~1/5 정도의 폭을 갖는 홈을 바닥판(12)의 전체 길이에 대하여 형성한 후 이 홈에 설치하며, 상기 재하판(50)의 하면에 설치되는 속도센서(90)도 재하판의 길이를 따라 일정 간격으로 배치한다.
본 발명에서 상기 전단플레이트(20)의 상면에는 도 2에 도시된 바와 같이 트리거(40)에 의한 타격시 전단파 발생을 용이하게 하기 위한 톱니형 돌출부(22)가 형성되어 있다.
상기 고무패드(30)는 트리거(40)의 타격에 의해 전단플레이트(20)가 수평으 로 밀려갔을 때 전단플레이트(20)에 탄성 반발력을 제공하여 반복적으로 타격을 할 수 있도록 해주는 역할을 하게 된다.
본 발명에서 상기 트리거(40)는 도 2의 확대도에서 알 수 있는 바와 같이 전단파 발생에너지(=타격에너지)를 조절할 수 있도록 해주는 스프링(41), 수밀을 유지하기 위한 오-링(42), 눈금이 새겨져 있는 트리거 피스톤(43) 및 타격 시점을 알게 해주는 가속도계(44)를 포함하여 이루어져 있으며, 가속도계(44)는 오실로스코프(100)에 연결되어 있다.
한편, 본 발명에서 상기 시험토조(10)의 한쪽 벽면에는 도 4에 도시된 바와 같이 점토시료(S) 내에서 임의의 위치에서의 간극수압 변화를 파악할 수 있도록 하기 위한 간극 수압계가 일정 간격으로 다수 개 부착될 수 있는 포트(14)가 형성되어 있다.
본 발명에 의한 선행압밀시험장치를 사용하여 선행압밀 시험을 수행하는 방법은 다음 순서와 같다.
1. 시험토조(10)의 내부 바닥판(11)에 형성된 홈에 실리콘그리스를 발라 윤활층(13)을 형성한다.
2. 전단플레이트(20)를 윤활층(13) 위에 올려놓는다. 이때 배수공(11)은 밸브를 닫아둔다.
3. 고무패드(30)를 전단플레이트(20)의 한쪽 끝(트리거(40)의 반대쪽)에 끼워 넣는다.
4. 포화된 점토시료(S)를 시험토조(10) 내부에 투입한다.
5. 공압실린더(60)에 재하판(50)을 조립하여 시험토조(S)에 올려놓는다. 이때 재하판(50)이 점토시료(S)에 닿지 않도록 한다.
6. 압력제어판넬(70)을 조작하여 공압실린더(60)를 작동시켜서 재하판(50)이 점토시료(S)의 표면에 접촉하도록 하고, 이때의 점토시료(S)의 초기높이를 측정하여 기록한다.
7. LVDT(80)를 시험토조(10) 상부에 설치한다.
8. 미리 정한 하중 단계에 따라 차례대로 압력제어판넬(70)의 레귤레이터를 조작하여 재하한다. 이때 공기압 손실이 발생되지 않도록 주의한다.
9. 배수공(11)의 밸브를 연다.
10. 각 하중단계별로 LVDT(80)를 사용하여 시간경과에 따른 재하판(50)의 침하량을 측정하고 침하가 수렴된 것을 확인한 후, 다음 단계의 압밀하중을 가한다.
11. 최종단계까지 재하가 끝나면 각 단계별 압밀하중과 침하량의 관계 또는 압밀하중과 공극비의 관계를 도시하여 선행압밀 완료 여부를 분석한다.
다음은 본 발명의 선행압밀시험장치를 사용하여 전단파 속도분포를 측정하는 순서이다.
1. 시험토조(10)의 내부 바닥면(12)에 형성된 홈에 실리콘그리스를 발라 윤 활층(13)을 형성한다.
2. 전단플레이트(20)를 윤활층(13) 위에 올려놓는다. 이때 배수공(11)은 밸브를 닫아둔다.
3. 고무패드(30)를 전단플레이트(20)의 한쪽 끝(트리거의 반대쪽)에 끼워넣는다.
4. 포화된 점토시료(S)를 투입한다.
5. 재하판(50)에 속도센서(90) 또는 가속도센서를 부착한 후 공압실린더(60)의 피스톤과 결합한다.
6. 압력제어판넬(70)을 조작하여 공압실린더(60)를 움직여서 재하판(50)을 아래로 서서히 내려서 속도센서(90; 또는 가속도센서)가 점토시료(S)에 관입이 되도록 하고, 재하판(50)의 밑바닥이 점토시료(S)의 표면에 접촉하도록 한다. 이때 속도센서(90; 또는 가속도센서)의 끝 부분과 전단플레이트(20) 사이의 거리를 측정하여 둔다.
7. LVDT(80)를 설치한다.
8. 트리거(40)에 부착된 가속도계(44)의 신호케이블과 속도센서(90; 또는 가속도센서)의 케이블을 오실로스코프(100)에 연결하고, 오실로스코프(100)와 제어용 컴퓨터(110)를 연결하여 신호의 송수신이 제대로 되고 있는지 확인한다.
9. 트리거(40)로 전단플레이트(20)를 수평방향으로 타격하여 전단파를 발생시키고, 각각의 속도센서(90; 또는 가속도센서)에서 감지된 전단파의 도달시간이 기록되도록 한다. 이때, 발생된 전단파형과 감지된 전단파형은 오실로스코프(100) 를 통하여 즉시 확인할 수도 있고 제어용 컴퓨터(110)에 데이터를 저장하여 시험 후 정밀분석을 할 수 있도록 한다.
10. 시험 후 저장된 전단파의 발생과 도달시간, 전단파형 등을 각 센서의 위치별로 분석하여 점토시료의 각 위치별 전단파속도 분포를 파악한다.
11. 제어용 컴퓨터(110) 및 압력제어판넬(70)을 조작하여 압밀하중을 증가시켜 그 하중단계에서 압밀 종료를 확인한 후 위의 과정을 되풀이하여 압밀도가 증가된 상태에서의 전단파속도분포의 변화를 확인한다.
도 1은 본 발명에 의한 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치의 전체구성도,
도 2는 도 1의 A부 확대도,
도 3은 시험토조의 전면부 사시도,
도 4는 시험토조의 배면부 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 시험토조 11 : 배수공
12 : 바닥판 13 : 윤활층
20 : 전단플레이트 30 : 고무패드
40 : 트리거 50 : 재하판
60 : 공압실린더 70 : 압력제어판넬
80 : LVDT 90 : 속도센서
100 : 오실로스코프 110 : 제어용 컴퓨터
120 : 콤프레셔 S : 점토시료

Claims (4)

  1. 하부에는 배수공(11)이 형성된 바닥판(12)이 구비되고 상부는 개방된 직육면체 형태의 시험토조(10);
    상기 시험토조(10) 내부의 바닥판(12) 위에 윤활층(13)의 개재하에 안치되며 상부에는 점토시료(S)가 올려지는 전단플레이트(20);
    상기 전단플레이트(20)의 일측에 끼워지는 고무패드(30);
    상기 전단플레이트(20)의 타측에 접촉하며 외부에서 타격하여 전단플레이트(20)에 전단파를 발생시키는 트리거(40);
    상기 시험토조(10)의 상부에 설치되며 전단플레이트(20) 위에 채워진 포화된 점토시료(S)를 공기압에 의해 하방으로 눌러주기 위한 재하판(50) 및 공압실린더(60);
    상기 공압실린더(60)에 공급되는 공기량을 조절하여 재하판(50)을 제어하는 압력제어판넬(70);
    상기 점토시료(S)의 압밀여부를 확인하기 위하여 재하판(50)의 침하량을 측정하는 LVDT(80);
    상기 재하판(80)의 하면에 일정 간격으로 설치되는 속도센서(90; 또는 가속도센서);
    상기 트리거(40)의 충격 신호와 속도센서(90; 또는 가속도센서)에서 감지된 전단파 신호를 감지하고 기록하여 전단파 속도 산정이 가능토록 해주는 오실로스코 프(100) 및 제어용 컴퓨터(110); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 흙의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 트리거(40)는 전단파 발생에너지(=타격에너지)를 조절할 수 있도록 해주는 스프링(41)과, 수밀을 유지하기 위한 오-링(42), 눈금이 새겨져 있는 트리거 피스톤(43) 및 상기 오실로스코프(100)에 접속되어 타격 시점을 알게 해주는 가속도계(44)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 흙의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전단플레이트(20)의 상면에는 트리거(40)에 의한 타격시 전단파 발생을 용이하게 하기 위한 톱니형 돌출부(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 흙의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 시험토조(10)의 한쪽 벽면에는 점토시료(S) 내에서 임의의 위치에서의 간극수압 변화를 파악할 수 있도록 간극 수압계가 부착되는 포트(14)가 일정 간격으로 다수 개 형성된 것을 특징으로 하는 흙의 전단파 속도분포 측정이 가능한 선행압밀시험장치.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102081021A (zh) * 2010-12-28 2011-06-01 长安大学 离心模型试验装置的土体固结沉降仪
CN102495194A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 上海交通大学 可施加背压的恒定应变率固结试验装置及其试验方法
KR101334918B1 (ko) * 2011-12-20 2013-12-02 한국건설기술연구원 하중과 건도 밀도의 변화에 따른 세립토의 열전도계수 측정 장치
CN104897464A (zh) * 2015-05-06 2015-09-09 同济大学 一种可量测静止土压力系数和小应变剪切模量的固结仪
CN106770656A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 西南交通大学 一种用于模型试验中土体动剪切模量的测试装置
CN106950348A (zh) * 2017-03-16 2017-07-14 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 土工离心模型试验用液压固结装置和方法
CN108398180A (zh) * 2018-03-21 2018-08-14 大连理工大学 一种测量粗粒土剪切波速的试验装置、系统及试验方法
CN108663265A (zh) * 2018-07-12 2018-10-16 大连理工大学 测量土体剪切波速的组合式扭剪试验装置、系统及方法
CN110160763A (zh) * 2019-05-31 2019-08-23 西安工业大学 一种波发生器工作性能的测量与评价方法
CN110361264A (zh) * 2019-07-30 2019-10-22 湖南化工地质工程勘察院有限责任公司 预测泥质粉砂岩抗压强度的方法
CN110361258A (zh) * 2018-04-10 2019-10-22 中国矿业大学(北京) 一种可饱和的滑动高压固结仪器
CN112146983A (zh) * 2020-09-24 2020-12-29 大连民族大学 一种无量纲化的土体压缩系数表示方法
CN113029816A (zh) * 2020-12-18 2021-06-25 浙江理工大学 基于micp固化污染土过程实时监测装置及方法
CN113138073A (zh) * 2021-04-20 2021-07-20 中国飞机强度研究所 一种复合载荷试验装置及方法
CN114279862A (zh) * 2021-11-17 2022-04-05 莆田学院 一种应力应变三维试验平台以及试验方法
CN114509354A (zh) * 2022-01-28 2022-05-17 山西省交通规划勘察设计院有限公司 一种填料物性参数测量装置及其测量方法
KR20220118721A (ko) * 2021-02-19 2022-08-26 한국수력원자력 주식회사 내진시험 토조장치 및 그 운용방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6336131A (ja) 1986-07-30 1988-02-16 Shimizu Constr Co Ltd 大型三軸セルを用いたｓ波速度の測定方法および測定装置
JPH02249944A (ja) * 1989-03-24 1990-10-05 Mitsubishi Electric Corp 衝撃試験装置
KR200291236Y1 (ko) 2002-07-09 2002-10-11 용석필 충격압축 시험장치
KR20050093898A (ko) * 2004-03-19 2005-09-23 한라공조주식회사 압축기의 밸브유니트

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6336131A (ja) 1986-07-30 1988-02-16 Shimizu Constr Co Ltd 大型三軸セルを用いたｓ波速度の測定方法および測定装置
JPH02249944A (ja) * 1989-03-24 1990-10-05 Mitsubishi Electric Corp 衝撃試験装置
KR200291236Y1 (ko) 2002-07-09 2002-10-11 용석필 충격압축 시험장치
KR20050093898A (ko) * 2004-03-19 2005-09-23 한라공조주식회사 압축기의 밸브유니트

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102081021A (zh) * 2010-12-28 2011-06-01 长安大学 离心模型试验装置的土体固结沉降仪
CN102495194A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 上海交通大学 可施加背压的恒定应变率固结试验装置及其试验方法
KR101334918B1 (ko) * 2011-12-20 2013-12-02 한국건설기술연구원 하중과 건도 밀도의 변화에 따른 세립토의 열전도계수 측정 장치
CN104897464A (zh) * 2015-05-06 2015-09-09 同济大学 一种可量测静止土压力系数和小应变剪切模量的固结仪
CN106770656A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 西南交通大学 一种用于模型试验中土体动剪切模量的测试装置
CN106770656B (zh) * 2016-12-21 2023-02-21 西南交通大学 一种用于模型试验中土体动剪切模量的测试装置
CN106950348A (zh) * 2017-03-16 2017-07-14 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 土工离心模型试验用液压固结装置和方法
CN106950348B (zh) * 2017-03-16 2023-07-21 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 土工离心模型试验用液压固结装置和方法
CN108398180A (zh) * 2018-03-21 2018-08-14 大连理工大学 一种测量粗粒土剪切波速的试验装置、系统及试验方法
CN108398180B (zh) * 2018-03-21 2023-04-18 大连理工大学 一种测量粗粒土剪切波速的试验装置、系统及试验方法
CN110361258A (zh) * 2018-04-10 2019-10-22 中国矿业大学(北京) 一种可饱和的滑动高压固结仪器
CN108663265A (zh) * 2018-07-12 2018-10-16 大连理工大学 测量土体剪切波速的组合式扭剪试验装置、系统及方法
CN110160763A (zh) * 2019-05-31 2019-08-23 西安工业大学 一种波发生器工作性能的测量与评价方法
CN110160763B (zh) * 2019-05-31 2020-11-17 西安工业大学 一种波发生器工作性能的测量方法
CN110361264A (zh) * 2019-07-30 2019-10-22 湖南化工地质工程勘察院有限责任公司 预测泥质粉砂岩抗压强度的方法
CN110361264B (zh) * 2019-07-30 2021-10-15 湖南化工地质工程勘察院有限责任公司 预测泥质粉砂岩抗压强度的方法
CN112146983A (zh) * 2020-09-24 2020-12-29 大连民族大学 一种无量纲化的土体压缩系数表示方法
CN112146983B (zh) * 2020-09-24 2023-11-03 大连民族大学 一种无量纲化的土体压缩系数表示方法
CN113029816A (zh) * 2020-12-18 2021-06-25 浙江理工大学 基于micp固化污染土过程实时监测装置及方法
KR20220118721A (ko) * 2021-02-19 2022-08-26 한국수력원자력 주식회사 내진시험 토조장치 및 그 운용방법
KR102545401B1 (ko) * 2021-02-19 2023-06-20 한국수력원자력 주식회사 내진시험 토조장치 및 그 운용방법
CN113138073A (zh) * 2021-04-20 2021-07-20 中国飞机强度研究所 一种复合载荷试验装置及方法
CN113138073B (zh) * 2021-04-20 2023-10-20 中国飞机强度研究所 一种复合载荷试验装置及方法
CN114279862A (zh) * 2021-11-17 2022-04-05 莆田学院 一种应力应变三维试验平台以及试验方法
CN114279862B (zh) * 2021-11-17 2023-12-26 莆田学院 一种应力应变三维试验平台以及试验方法
CN114509354A (zh) * 2022-01-28 2022-05-17 山西省交通规划勘察设计院有限公司 一种填料物性参数测量装置及其测量方法
CN114509354B (zh) * 2022-01-28 2024-04-12 山西省交通规划勘察设计院有限公司 一种填料物性参数测量装置及其测量方法

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