KR100913604B1

KR100913604B1 - Self-weight consolidation and the method for using the same

Info

Publication number: KR100913604B1
Application number: KR1020080010043A
Authority: KR
Inventors: 최항석; 최한영
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-26
Also published as: KR20090084080A

Abstract

본 발명은, 베이스; 내부에 시료 수용 가능하고, 상기 베이스의 일면 상에 분리 가능하게 적층 배치되는 복수 개의 저응력 자중 압밀셀; 상기 복수 개의 저응력 자중 압밀셀 사이에 배치되는 자중 압밀셀 실러; 상기 저응력 자중 압밀셀의 외주 상에 상기 저응력 자중 압밀셀의 적층 길이 방향을 따라 가동 가능한 시료 가이드 바디 및 상기 시료 가이드 바디의 외주에 경사 배치되는 시료 가이드 플레이트를 구비하는 시료 가이드;를 포함하는 저응력 자중 압밀 시험 장치 및 이를 이용한 자중 압밀 시험 방법을 제공한다. The present invention, the base; A plurality of low stress self-contained consolidation cells that are accommodated in a sample and are stacked in a separable manner on one surface of the base; A self-weight consolidation cell sealer disposed between the plurality of low-stress self-weight consolidation cells; And a sample guide having a sample guide body movable along a stacking length direction of the low stress self-weight consolidation cell on an outer circumference of the low stress self-weight consolidation cell and a sample guide plate inclined at an outer circumference of the sample guide body. Provided is a low stress self-consolidation test apparatus and a self-weight consolidation test method using the same.

Description

Low stress self-consolidation test apparatus and self-consolidation test method using same {SELF-WEIGHT CONSOLIDATION AND THE METHOD FOR USING THE SAME}

본 발명은 압밀 시험 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 정확하게는 보다 정밀하면서도 원활한 측정을 가능하게 하는 자중 압밀 시험 장치 및 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a consolidation testing apparatus and method, and more particularly, to a self-consolidation consolidation testing apparatus and method that enables more accurate and smooth measurement.

준설토로 매립된 연약 지반은 침강과 더불어 흙 자체의 무게로 인하여 압축되는 과정인 자중 압밀 과정을 통하여 일정한 지지력을 구비하게 된다. 이와 같은 준설토로 매립되는 연약 지반에 대한 침하량과 압밀 과정에 소요되는 시간 및 흙의 상태 등을 예측하기 위하여 실내 침강 시험을 실시하고 압밀 시험에 필요한 시료를 제작한다. 이와 같은 시료를 사용하여 일정 변형률 압밀 시험(CRS)를 실시할 경우 상당한 응력 상태에서의 흙의 압밀 거동을 파악할 수 있었다. 하지만 이와 같은 일정 변형률 압밀 시험을 통하여 저응력 상태에 대한 압밀 시험을 수행하기는 상당히 어렵다. 종래 기술에 따른 저응력 상태에 대한 토질 시료 시험시 시료 채취는 용이하지 않을 뿐만 아니라 시료에 대한 정확한 데이터 취득이 쉽지 않았다. 더불어, 취합된 시료의 데이터를 통하여 시료인 흙의 특성, 즉 유효 응력과 투수 계수 를 산출하는 방법이 복잡하다는 문제점도 수반되었다.The soft ground buried with dredged soil has a certain bearing capacity through self-consolidation, which is a process of compressing due to sediment and the weight of the soil itself. In order to predict the amount of settlement, time required for the consolidation process, and the condition of the soil on the soft ground buried by such dredged soil, the indoor sedimentation test is performed and the samples necessary for the consolidation test are prepared. Using such a sample, a constant strain consolidation test (CRS) could be used to determine the consolidation behavior of soil under significant stress conditions. However, it is very difficult to perform the consolidation test for low stress state through the constant strain consolidation test. Sampling is not easy when testing soil samples for low stress conditions according to the prior art, and it is not easy to obtain accurate data on the samples. In addition, the problem of the complexity of the method of calculating the characteristics of the soil, that is, the effective stress and permeability coefficient, was accompanied by the data of the collected samples.

이에, 본 발명은 저응력 상태의 자중 압밀 시험을 이루는 시료 채집이 용이하고 흙에 대한 보다 정확한 데이터 취합을 이룰 수 있는 저응력 자중 압밀 시험 장치 및 이를 이용한 자중 압밀 시험 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-stress self-weight consolidation test device and a self-weight consolidation test method using the same, which can easily collect a sample to achieve a low-stress self-weight consolidation test and to collect more accurate data about the soil. .

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스; 내부에 시료 수용 가능하고, 상기 베이스의 일면 상에 분리 가능하게 적층 배치되는 복수 개의 저응력 자중 압밀셀; 상기 복수 개의 저응력 자중 압밀셀 사이에 배치되는 자중 압밀셀 실러; 상기 저응력 자중 압밀셀의 외주 상에 상기 저응력 자중 압밀셀의 적층 길이 방향을 따라 가동 가능한 시료 가이드 바디 및 상기 시료 가이드 바디의 외주에 경사 배치되는 시료 가이드 플레이트를 구비하는 시료 가이드;를 포함하는 저응력 자중 압밀 시험 장치를 제공한다. The present invention for achieving the above object is a base; A plurality of low stress self-contained consolidation cells that are accommodated in a sample and are stacked in a separable manner on one surface of the base; A self-weight consolidation cell sealer disposed between the plurality of low-stress self-weight consolidation cells; And a sample guide having a sample guide body movable along a stacking length direction of the low stress self-weight consolidation cell on an outer circumference of the low stress self-weight consolidation cell and a sample guide plate inclined at an outer circumference of the sample guide body. Provide a low stress self weight consolidation test apparatus.

상기 저응력 자중 압밀 시험 장치에 있어서, 상기 저응력 자중 압밀셀은 링 타입으로 형성되고, 상기 저응력 자중 압밀셀의 내경 및 상기 저응력 자중 압밀셀의 적층방향에서의 상기 단수 개의 자중 압밀셀의 두께의 비율은 5 내지 20배일 수도 있고, 상기 시료 가이드는, 상기 시료 가이드 바디의 외주에 배치되어 상기 시료 가이드 바디를 지지하는 시료 가이드 지지대를 더 구비할 수도 있다. In the low stress self-weight consolidation test apparatus, the low stress self-weight consolidation cell is formed in a ring type, and the single-stage self-consolidation consolidation cell in the inner diameter of the low stress self-weight consolidation cell and the lamination direction of the low stress self-consolidation consolidation cell The ratio of the thickness may be 5 to 20 times, and the sample guide may further include a sample guide support disposed on an outer circumference of the sample guide body to support the sample guide body.

상기 시료 가이드 지지대는: 각각의 일단이 상기 시료 가이드 바디에 회동 가능하게 장착되는 경사 제 1 지지대 및 경사 제 2 지지대와, 상기 경사 제 2 지지대의 단부에 회동 가능하게 장착되는 가동 슬라이더와, 일단은 상기 경사 제 1 지지대의 단부에 회동 가능하게 장착되고, 길이 방향으로 따라 상기 가동 슬라이더의 관통 가동을 허용하는 수평 지지대를 구비할 수도 있다. The sample guide support includes: an inclined first support and an inclined second support each end of which is rotatably mounted to the sample guide body; a movable slider rotatably mounted to an end of the inclined second support; A horizontal support may be provided at the end of the inclined first support so as to be rotatable and to allow the movable slider to penetrate in the longitudinal direction.

상기 저응력 자중 압밀 시험 장치에 있어서, 상기 저응력 자중 압밀셀에는 상기 저응력 자중 압밀셀의 적층 길이 방향에 평행하게 형성되는 압밀셀 정렬구가 구비되고, 상기 압밀셀 정렬구에 삽입 가능한 바아 바디를 구비하는 압밀 셀 정렬 바아가 더 구비될 수도 있다. In the low stress self-weight consolidation test apparatus, the low stress self-weight consolidation cell is provided with a consolidation cell alignment tool formed parallel to the stacking longitudinal direction of the low stress self-weight consolidation cell, the bar body can be inserted into the consolidation cell alignment tool Consolidation cell alignment bar having a may be further provided.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 베이스; 내부에 시료 수용 가능하고, 상기 베이스의 일면 상에 분리 가능하게 적층 배치되는 복수 개의 저응력 자중 압밀셀; 상기 복수 개의 저응력 자중 압밀셀 사이에 배치되는 자중 압밀셀 실러; 상기 저응력 자중 압밀셀의 외주 상에 상기 저응력 자중 압밀셀의 적층 길이 방향을 따라 가동 가능한 시료 가이드 바디 및 상기 시료 가이드 바디의 외주에 경사 배치되는 시료 가이드 플레이트를 구비하는 시료 가이드; 신호 제어, 처리 및 저장을 위한 제어부, 연산부 및 저장부를 포함하는 저응력 자중 압밀 시험 장치로부터 얻어진 복수 개의 저응력 자중 압밀셀에 대응하는 시료에 대한 함수비를 포함하는 데이터를 상기 제어부, 상기 연산부 및 상기 저장부를 사용하여 데이터 처리하는 데이터 처리 단계와, 상기 제어부가 상기 처리된 데이터로부터 간극비 대 유효 응력 관계도를 산출하는 유효 응력 관계도 산출 단계와, 시료에 대한 시간계수 데이터를 포함하고 상기 저장부에 저장된 사전 설정 저장 데이터 및 상기 간극비 대 유효 응력 관계도를 사용하여 투수 계수를 산출하는 투수 계수 산출 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자중 압밀 시험 방법을 제공한다. According to another aspect of the invention, the base; A plurality of low stress self-contained consolidation cells that are accommodated in a sample and are stacked in a separable manner on one surface of the base; A self-weight consolidation cell sealer disposed between the plurality of low-stress self-weight consolidation cells; A sample guide including a sample guide body movable along a lamination length direction of the low stress self-weight consolidation cell on an outer circumference of the low stress self-weight consolidation cell and a sample guide plate inclined at an outer circumference of the sample guide body; The control unit, the operation unit and the data including the water content ratio for the samples corresponding to a plurality of low-stress self-weight consolidation cell obtained from a low stress self-weight consolidation test apparatus including a control unit, a calculation unit and a storage unit for signal control, processing and storage A data processing step of processing data using a storage unit, an effective stress relationship diagram calculating step of the control unit calculating a gap ratio to an effective stress relationship diagram from the processed data, and a time coefficient data for a sample, And a permeability coefficient calculating step of calculating permeability coefficients using the stored preset stored data and the gap ratio to effective stress relationship diagram.

상기 자중 압밀 시험 방법에 있어서, 상기 투수 계수 산출 단계는: 상기 간극비 대 유효 응력 관계도에 상응하는 곡선을 도출하기 위한 피팅 계수를 조정하여 커브 피팅을 수행하는 커브 피팅 단계와, 상기 피팅 계수 및 상기 시간계수 데이터를 사용하여 압밀계수를 산출하는 압밀계수 산출 단계와, 상기 산출된 압밀계수를 사용하여 복수 개의 저응력 자중 압밀셀에 대응하는 시료에 대한 투수 계수를 연산하는 투수 계수 연산 단계를 포함할 수도 있다.In the self-weight consolidation test method, the permeability coefficient calculating step includes: a curve fitting step of performing a curve fitting by adjusting a fitting coefficient for deriving a curve corresponding to the gap ratio to effective stress relationship diagram, the fitting coefficient and the A consolidation coefficient calculating step of calculating a consolidation coefficient using time coefficient data, and a permeability coefficient calculating step of calculating permeability coefficients for samples corresponding to a plurality of low stress self-contained consolidation cells using the calculated consolidation coefficients; It may be.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치 및 이를 이용한 자중 압밀 시험 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다. Low stress self-weight consolidation test apparatus and a self-weight consolidation test method using the same according to the present invention having the configuration as described above has the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치 및 이를 이용한 자중 압밀 시험 방법은, 보다 원활한 높이(깊이) 별 시료 취득이 가능하여 보다 정확한 시료 특성을 도출할 수 있다.First, the low stress self-weight consolidation test apparatus and the self-weight consolidation test method using the same according to the present invention, it is possible to obtain a more accurate sample characteristics by obtaining a sample by a smooth height (depth).

둘째, 본 발명에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치 및 이를 이용한 자중 압밀 시험 방법은, 시료 가이드를 사용하여 시험자가 보다 원활하게 시료 취득할 수도 있다. Secondly, in the low stress self-weight consolidation test apparatus and the self-weight consolidation test method using the same according to the present invention, a tester may acquire a sample more smoothly using a sample guide.

셋째, 본 발명에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치 및 이를 이용한 자중 압밀 시험 방법은, 시료 가이드의 지지대를 통하여 단독의 시험자로도 작업이 원활하게 진행될 수도 있다. Third, the low-stress self-weight consolidation test apparatus and the self-weight consolidation test method using the same according to the present invention, the work may be smoothly progressed even as a single tester through the support of the sample guide.

넷째, 본 발명에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치 및 이를 이용한 자중 압밀 시험 방법은, 취득된 시료에 대한 데이터를 사용하여 보다 간단하면서도 신속하게 시료 특성의 도출이 가능하다. Fourth, the low stress self-weight consolidation test apparatus and the self-weight consolidation test method using the same according to the present invention, it is possible to derive sample characteristics more simply and quickly by using the data on the obtained sample.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

이하에서는 저응력 자중 압밀 시험 장치 및 이를 이용한 자중 압밀 시험 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a low stress self-consolidation test apparatus and a self-consolidation test method using the same will be described with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치(10)에 대한 개략적인 사시도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치(10)의 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)의 배치 상태를 나타내는 개략적인 단면도가 도시된다. FIG. 1 is a schematic perspective view of a low stress self-consolidation test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a low stress self-consolidation test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. A schematic cross-sectional view showing the arrangement of the plurality of low stress self-contained consolidation cells 200 is shown.

본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치(10)는 베이스(100), 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200), 자중 압밀셀 실러(210) 및 시료 가이드(300)를 포함하는데, 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)은 베이스(100)의 상부에 적층 배치되고 자중 압밀셀(200) 사이에는 자중 압밀셀 실러(210)가 배치되며, 시료 가이드(300)는 적층된 자중 압밀셀(200)의 적층된 길이 방향을 따라 가동 가능하게 배치된다. Low stress self-consolidation test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a base 100, a plurality of low-stress self-weight consolidation cell 200, the self-weight consolidation cell sealer 210 and the sample guide 300 The plurality of low stress self-contained consolidation cells 200 are stacked on top of the base 100, and the self-consolidation consolidation cell sealer 210 is disposed between the self-contained consolidation cells 200, and the sample guide 300 includes the stacked self-weighting. It is arranged to be movable along the stacked longitudinal direction of the consolidation cell 200.

베이스(100)는 본 실시예에서 기단(20) 상에 배치되는데, 경우에 따라 베이스(100)는 가압 장치의 베이스로 구성될 수도 있는 등 평행 상태를 유지하는 범위에서 다양한 구성이 가능하다. 베이스(100)의 일면 상에는 하기되는 바와 같이 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)이 배치되는데, 저응력 자중 압밀셀(200)의 내부에 배치되는 시료의 누설을 방지하기 위하여 베이스(100)는 하부 측으로 기밀 상태를 유지하는 구성을 취한다. 경우에 따라 베이스(100)는 하면이 밀폐된 CRS 링으로 구현될 수도 있다. 또한, 경우에 따라서는 베이스(100)에 교반기가 구비되어 시료를 보다 수월하게 교반시키는 구성을 취할 수도 있다. The base 100 is disposed on the base end 20 in this embodiment. In some cases, the base 100 may be configured as a base of the pressurizing device, and various configurations are possible in a range of maintaining a parallel state. A plurality of low stress self-consolidation cells 200 are disposed on one surface of the base 100 as described below. In order to prevent leakage of a sample disposed inside the low stress self-consolidation cells 200, the base 100 is provided. It takes the structure which keeps airtight state to the lower side. In some cases, the base 100 may be implemented as a CRS ring whose lower surface is sealed. In addition, in some cases, the base 100 may be provided with a stirrer so that the sample may be stirred more easily.

복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)은 베이스(100)의 일면 상에 배치되는데, 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)은 베이스(100)의 일면 상에 분리 가능하게 적층 배치되는 구조를 취한다. 저응력 자중 압밀셀(200)은 링 타입으로 형성되는데, 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)은 베이스(100)의 일면 상에 적층되어 내부 공간을 형성한다. 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)에 의하여 형성된 내부 공간에는 시료가 배치되어 시료의 자중에 의한 압밀 시험이 수행된다. 도 1에서 저응력 자중 압밀셀(200)은 다수 개가 구비되는데, 저응력 자중 압밀셀(200)의 개수는 시험 조건에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 저응력 자중 압밀셀(200)은 링 구조를 취하는데, 저응력 자중 압밀셀(200)은 내경 및 두께의 비율은 5 내지 20배로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 저응력 자중 압밀셀(200)은 도면 부호 D로 지시되는 내경과 도면 부호 H로 지시되는 두께를 구비하는데, 본 실 시예에서 저응력 자중 압밀셀(200)의 내경은 10cm 내지 20cm의 값을 그리고 두께는 1cm 내지 2cm의 값을 가진다. 여기서, 저응력 자중 압밀셀(200)의 내경 대 두께의 비가 5 미만의 값을 지니는 경우 저응력 자중 압밀셀(200)의 두께의 비율이 과도하여 시료의 지면에 수직한 높이에 따른 면밀한 데이터 취득이 어려고 저응력 자중 압밀셀(200)의 내경 대 두께의 비가 20을 초과하는 값을 지니는 경우 저응력 자중 압밀셀(200)의 두께의 비율이 과소하여 적층 배치되는 저응력 자중 압밀셀(200)이 충분한 자중으로 저응력 자중 압밀셀(200)의 사이에 배치되는 자중 압밀셀 실러를 가압하기 어려워 저응력 자중 압밀셀(200)의 사이 공간을 통하여 시료에 함유된 물의 누수가 발생할 가능성이 있으므로, 저응력 자중 압밀셀(200)의 내경 대 두께의 비는 5 내지 20배를 가지는 것이 바람직하다. The plurality of low-stress self-consolidation cells 200 are disposed on one surface of the base 100, and the plurality of low-stress self-consolidation cells 200 has a structure in which the plurality of low-stress self-consolidation cells 200 are separately stacked on one surface of the base 100. do. The low stress self-consolidation consolidation cell 200 is formed in a ring type, and the plurality of low stress self-consolidation consolidation cells 200 are stacked on one surface of the base 100 to form an internal space. The sample is placed in the inner space formed by the plurality of low stress self-consolidation cells 200 to perform a consolidation test by the self-weight of the sample. In FIG. 1, a plurality of low stress self-consolidation cells 200 are provided, and the number of low stress self-consolidation cells 200 may be variously selected according to test conditions. The low stress self-consolidation cell 200 has a ring structure, but the low stress self-consolidation cell 200 is preferably formed with a ratio of an inner diameter and a thickness of 5 to 20 times. That is, as shown in FIG. 1, the low stress self-contained consolidation cell 200 has an inner diameter indicated by reference numeral D and a thickness indicated by reference numeral H. In the present embodiment, The inner diameter has a value of 10 cm to 20 cm and the thickness has a value of 1 cm to 2 cm. Here, when the ratio of the inner diameter to the thickness of the low stress self-contained consolidation cell 200 has a value less than 5, the ratio of the thickness of the low stress self-consolidation consolidation cell 200 is excessive, thus acquiring detailed data according to the height perpendicular to the ground of the sample. When the ratio of the inner diameter to the thickness of the low stress self-weight consolidation cell 200 has a value exceeding 20, the low stress self-weight consolidation cell 200 in which the ratio of the thickness of the low stress self-consolidation consolidation cell 200 is too small is disposed. It is difficult to pressurize the self-weight consolidation cell sealer disposed between the low stress self-consolidation cell 200 with sufficient self-weight, and there is a possibility that water leakage of the water contained in the sample occurs through the space between the low-stress self-consolidation cell 200. The ratio of the inner diameter to the thickness of the low stress self-contained consolidation cell 200 is preferably 5 to 20 times.

본 실시예에서 각각의 저응력 자중 압밀셀(200)은 황동 링으로 구현되는데, 이는 일예일뿐 저응력 자중 압밀셀(200)의 재료는 다양하게 선택될 수 있다. 다만, 적층 배치되는 자중 압밀셀(200) 사이의 누수를 방지할 수 있도록 충분한 자중을 구비하는 재료가 선택되는 것이 바람직하다. Each low stress self-consolidation cell 200 in the present embodiment is implemented by a brass ring, which is just one example, the material of the low stress self-consolidation cell 200 may be variously selected. However, it is preferable that a material having sufficient self weight be selected so as to prevent leakage between the self-weight consolidation cells 200 stacked.

도 2에는 적층 배치되는 저응력 자중 압밀셀(200)에 대한 개략적인 단면도 및 부분 확대 단면도가 도시되는데, 적층 배치되는 저응력 자중 압밀셀(200)의 사이에는 자중 압밀셀 실러(210)가 배치된다. 자중 압밀셀 실러(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 적층 배치된 저응력 자중 압밀셀(200)의 사이에 배치되어 자중 압밀셀(200) 들의 서로 마주하는 면 사이에 배치된다. 저응력 자중 압밀셀(200)의 자중에 의하여 자중 압밀셀 실러(210)에는 압축력(Wr)이 작용한다. 복수 개의 적층 된 저응력 자중 압밀셀(200)이 형성하는 내부 공간에는 시료(1)가 배치되고 시료(1)에는 수분이 포함되어 시료(1) 및/또는 시료(1)에 포함된 수분에 의하여 적층된 저응력 자중 압밀셀(200)의 사이로 P의 힘이 작용한다. 자중 압밀셀 실러(210)는 각각의 저응력 자중 압밀셀(200)의 서로 마주하는 면(203)과 접촉상태를 유지하는데, 저응력 자중 압밀셀(200)의 자중에 의하여 자중 압밀셀 실러(210)에는 압축력으로서의 Wr이 작용하고 이는 자중 압밀셀 실러(210)에 시료(1)에 의한 작용력 P를 저지하는 반력(R)으로서 충분히 작동한다. 따라서, 시료(1)의 수분이 저응력 자중 압밀셀(200)의 사이를 통한 누수가 방지된다. 본 실시예에서 자중 압밀셀 실러(210)는 진공 구리스(vacuum grease)로 구현되었으나 적층 배치된 저응력 자중 압밀셀(200)의 분리는 허용하되 이들 사이 공간을 통한 수분 누수를 방지하는 범위에서 다양한 재료의 자중 압밀셀 실러가 선택될 수 있다. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view and a partially enlarged cross-sectional view of the low stress self-consolidation consolidation cell 200 which is disposed in a stack, and the self-weight consolidation cell sealer 210 is disposed between the low stress self-consolidation consolidation cells 200 which are stacked. do. The self-contained consolidation cell sealer 210 is disposed between the low stress self-contained consolidation cells 200 stacked as shown in FIG. 2 and disposed between the surfaces of the self-consolidation consolidation cells 200 facing each other. The compressive force (Wr) acts on the self-weight consolidation cell sealer 210 by the self-weight of the low stress self-consolidation cell 200. The sample 1 is disposed in an internal space formed by the plurality of stacked low-stress self-contained consolidation cells 200, and the sample 1 contains moisture, and thus the moisture contained in the sample 1 and / or the sample 1 The force of P acts between the low-stress self-weight consolidation cells 200 stacked by it. The self-weight consolidation cell sealer 210 maintains contact with the faces 203 facing each other of each of the low-pressure self-contained consolidation cells 200. Wr as a compressive force acts on 210, and this fully operates as a reaction force R for blocking the action force P by the sample 1 to the self-weight consolidation cell sealer 210. Therefore, the water of the sample 1 is prevented from leaking through between the low stress self-weight consolidation cells 200. In the present embodiment, the self-weight consolidation cell sealer 210 is implemented as a vacuum grease, but the separation of the low-pressure self-consolidation cell 200 stacked on the stack is allowed but various in a range to prevent water leakage through the space therebetween. The self-weight consolidation cell sealer of the material can be selected.

한편, 본 발명에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치(10)는 시료 가이드(300)를 구비하는데, 시료 가이드(300)는 자중 압밀이 완료된 후 각각의 분리되는 저응력 자중 압밀셀(200)의 내부에 배치되었던 시료의 취합을 보다 용이하게 할 수 있다. 시료 가이드(300)는 시료 가이드 바디(310)와 시료 가이드 플레이트(320)를 포함하는데, 시료 가이드 바디(310)는 저응력 자중 압밀셀(200)의 외주 상에 배치된다. 즉, 시료 가이드 바디(310)는 원통형 형상을 구비하는데, 원통형 형상의 시료 가이드 바디(310)의 내부는 관통되는 구조를 취한다. 시료 가이드 바디(310)의 내경은 저응력 자중 압밀셀(200)의 외경 이상의 값을 구비함으로써, 시료 가이드 바디(310)는 적층 배치되는 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)의 적층 길이 방 향(A-A)으로 가동 가능한데, 시료 가이드 바디(310)의 내경과 저응력 자중 압밀셀(200)의 외경 사이의 간극이 과도할 경우 간극 사이로 시료의 누설이 발생할 수도 있으므로 시료 가이드 바디(310)의 내경과 저응력 자중 압밀셀(200)의 외경의 크기는 적절하게 선택되는 것이 바람직하다.On the other hand, the low stress self-consolidation test apparatus 10 according to the present invention is provided with a sample guide 300, the sample guide 300 is the interior of each of the separate low-pressure self-consolidation cells 200 after the self-weight consolidation is completed It is possible to more easily collect the samples that were disposed in the. The sample guide 300 includes a sample guide body 310 and a sample guide plate 320, and the sample guide body 310 is disposed on an outer circumference of the low stress self-weight consolidation cell 200. That is, the sample guide body 310 has a cylindrical shape, but the inside of the sample guide body 310 having a cylindrical shape has a penetrating structure. Since the inner diameter of the sample guide body 310 has a value greater than or equal to the outer diameter of the low stress self-consolidation consolidation cell 200, the sample guide body 310 is stacked in the stacking length direction of the plurality of low stress self-consolidation consolidation cells 200. (AA), but if the gap between the inner diameter of the sample guide body 310 and the outer diameter of the low-stress self-contained consolidation cell 200 is excessive, leakage of the sample may occur between the gaps so that the inner diameter of the sample guide body 310 The size of the outer diameter of the over-stress self-consolidation cell 200 is preferably selected appropriately.

시료 가이드 플레이트(320)는 시료 가이드 바디(310)의 외주에 배치되는데, 시료 가이드 플레이트(320)는 시료 가이드 바디(310)의 외주에 경사 배치된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 시료 가이드 플레이트(320)는 시료 가이드 바디(310)의 외주에 연장 배치되되 시료 가이드 플레이트(320)가 형성하는 평면(C)은 시료 가이드 바디(310)의 길이 방향, 달리 표현하면 저응력 자중 압밀셀(200)의 적층 길이 방향(O-O)에 대하여 경사 배치되는 구조를 취한다. 따라서, 저응력 자중 압밀셀(200)이 적층된 구조에서 분리되는 경우 분리된 저응력 자중 압밀셀(200)의 내부에 배치되었던 시료가 시료 가이드 플레이트(320)를 따라 자중에 의하여 원활하게 취합될 수 있다. 또한, 취합되는 시료가 경사진 시료 가이드 플레이트(320)를 따라 내려오는 경우 외측으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 구성요소가 더 구비될 수도 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 시료 가이드 플레이트(320)는 플레이트 연장부(330)가 구비되는데, 플레이트 연장부(330)는 시료 가이드 플레이트(320)의 외측면으로부터 상부를 향하여 연장 형성된다. 플레이트 연장부(330)의 하측에는 연장부 관통구(331)가 형성되는데, 연장부 관통구(33)는 시료 가이드 플레이트(320)를 따라 이동하는 시료를 취득할 수 있는 개방구를 형성한다. The sample guide plate 320 is disposed on the outer circumference of the sample guide body 310, and the sample guide plate 320 is inclined on the outer circumference of the sample guide body 310. That is, as shown in FIG. 1, the sample guide plate 320 extends on the outer circumference of the sample guide body 310, but the plane C formed by the sample guide plate 320 is defined by the sample guide body 310. In the longitudinal direction, in other words, it takes a structure inclined with respect to the stacking longitudinal direction (OO) of the low-stress self-contained consolidation cell (200). Therefore, when the low stress self-consolidation consolidation cell 200 is separated from the stacked structure, the sample disposed inside the separated low stress self-consolidation consolidation cell 200 may be smoothly collected by the self-weight along the sample guide plate 320. Can be. In addition, when the sample to be taken down along the inclined sample guide plate 320 may be further provided with a component for preventing the departure from the outside. That is, as shown in Figure 1, the sample guide plate 320 is provided with a plate extension 330, the plate extension 330 is formed extending from the outer surface of the sample guide plate 320 toward the top. . An extension part through hole 331 is formed below the plate extension part 330, and the extension part through hole 33 forms an opening for acquiring a sample moving along the sample guide plate 320.

따라서, 시료 가이드 플레이트(320)의 일면을 따라 시료가 이동하는 경우 외 측면으로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 취득된 각 높이별 토질 시료의 함수비를 측정하여 데이터 처리를 통한 시료의 간극비-유효 응력 및/또는 간극비-투수 계수 등의 시료 특성을 취득할 수 있다. Therefore, when the sample moves along one surface of the sample guide plate 320, it may be prevented from being discharged to the outer side. The water content ratio of the soil samples for each height thus obtained is measured to obtain sample characteristics such as the gap ratio-effective stress and / or gap ratio-permeability coefficient of the sample through data processing.

한편, 본 발명에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치는 시료 취합시 시료 가이드를 지지할 수 있는 시료 가이드 지지대(400)를 더 구비할 수도 있다. 시료 가이드 지지대(400)는 시료 가이드 바디(310)의 외주에 배치되는데, 도 3에는 시료 가이드 지지대(400)를 구비하는 시료 가이드에 대한 변형예가 도시된다. 도 3에서 시료 가이드 지지대(400)는 한 개가 구비되는 것으로 도시되었으나 한 쌍이 서로 대응 배치되는 구조를 취한다. 본 실시예에서 시료 가이드 지지대(400)는 경사 제 1 지지대(410)와 경사 제 2 지지대(420), 가동 슬라이더(430) 및 수평 지지대(440)를 구비하는데, 경사 제 1 지지대(410) 및 경사 제 2 지지대(420)는 각각의 일단이 시료 가이드 바디(310)에 회동 힌지(411,421)을 통하여 회동 가능하게 장착된다. 경사 제 2 지지대(420)의 단부로 시료 가이드 바디(310)에 회동 가능하게 장착된 단부의 타단에는 가동 슬라이더(430)가 배치되는데, 가동 슬라이더(430)는 가동 슬라이더(430)의 길이 방향을 따라 형성된 관통구(미도시)를 구비한다. 수평 지지대(440)는 경사 제 1 지지대(410)의 타단과 회동 가능하게 링크 연결되는데, 수평 지지대(440)는 가동 슬라이더(430)의 관통구를 관통함으로써 가동 슬라이더(430)가 수평 지지대(440)의 길이 방향을 따라 가동 가능하다. 수평 지지대(440)의 외주 상에는 가동 슬라이더(430)에 의한 수평 균형을 유지하기 위하여 수평 블록(441)이 더 구비될 수도 있는데, 수평 블록(441)은 탄성 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 가동 슬라이더(430)는 수평 지지대(440)의 길이 방향을 따라 가동 가능한데 가동 슬라이더(430)에는 가동 슬라이더(430)의 위치 고정을 위한 구성요소가 더 구비된다. 여기서 명확하게 도시되지는 않았으나 가동 슬라이더(430)는 가동 슬라이더(430)의 위치 고정을 위한 고정핀이 구비되고 수평 지지대(440)에는 고정핀을 수용하는 고정핀 수용구가 구비될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 가동 슬라이더(430)의 γ 방향으로의 가동이 이루어지는 경우 경사 제 1 지지대(410) 및 경사 제 2 지지대(420)는 각각 도면 부호 α,β로 표현되는 방향으로 각운동 가능하다. 따라서, 가동 슬라이더(430)의 위치 고정 및 해제를 통하여 시료 가이드(300)의 수직 높이를 조절할 수 있다. On the other hand, the low-stress self-consolidation test apparatus according to the present invention may further include a sample guide support 400 that can support the sample guide during sample collection. The sample guide support 400 is disposed on the outer circumference of the sample guide body 310, and FIG. 3 shows a modification of the sample guide having the sample guide support 400. In FIG. 3, the sample guide support 400 is illustrated as being provided with one, but has a structure in which the pair is disposed corresponding to each other. In this embodiment, the sample guide support 400 includes an inclined first support 410, an inclined second support 420, a movable slider 430, and a horizontal support 440. The inclined first support 410 and One end of the inclined second support 420 is rotatably mounted to the sample guide body 310 through the pivoting hinges 411 and 421. A movable slider 430 is disposed at the other end of the end rotatably mounted to the sample guide body 310 as an end of the inclined second support 420, and the movable slider 430 is arranged in the longitudinal direction of the movable slider 430. It has a through hole (not shown) formed along. The horizontal support 440 is rotatably linked with the other end of the inclined first support 410, the horizontal support 440 is through the through hole of the movable slider 430, the movable slider 430 is horizontal support 440 It is movable along the length direction. On the outer circumference of the horizontal support 440 may be further provided with a horizontal block 441 in order to maintain a horizontal balance by the movable slider 430, the horizontal block 441 is preferably made of an elastic material. The movable slider 430 is movable along the longitudinal direction of the horizontal support 440, the movable slider 430 is further provided with a component for fixing the position of the movable slider 430. Although not clearly shown here, the movable slider 430 may include a fixing pin for fixing the position of the movable slider 430, and the horizontal support 440 may include a fixing pin receiving hole for accommodating the fixing pin. Modifications are possible. When the movable slider 430 is movable in the γ direction, the inclined first support 410 and the inclined second support 420 can be angularly moved in directions indicated by reference numerals α and β, respectively. Therefore, the vertical height of the sample guide 300 can be adjusted by fixing and releasing the position of the movable slider 430.

또 한편, 본 발명에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치는 저응력 자중 압밀셀의 정렬을 유지하기 위한 구성을 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 저응력 자중 압밀셀(200a)은 복수 개가 적층되는 구조를 취하는데, 저응력 자중 압밀셀(200a)은 압밀셀 정렬구(205a)를 구비하고 압밀셀 정렬구(205a)에는 압밀셀 정렬 바아(220)가 삽입 배치될 수 있다. 압밀 셀 정렬 바아(220)는 바아 바디(221)와 바아 스톱퍼(223)를 구비하는데, 바아 바디(221)는 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200a)이 층 배치된 후 압밀셀 정렬구(205a)를 관통하도록 배치되고, 바아 스톱퍼(223)는 최상단의 저응력 자중 압밀셀(200a)의 압밀셀 정렬구(205a)의 외면에 맞닿아 바아 바디(221)의 과도한 인입을 제한 할 수도 있다. 이와 같은 구조를 통하여 저응력 자중 압밀셀(200a)의 내부에 시료가 수용되는 경우 발생 가능한 원치 않는 외력에 의하여 저응력 자중 압밀셀(200a)이 정렬이 저해되는 것을 방지 할 수도 있다. 자중 압밀 시험이 완료된 후 시료 취득시 압밀셀 정렬 바아(220)는 제거된다. On the other hand, the low stress self-weight consolidation test apparatus according to the present invention may further include a configuration for maintaining the alignment of the low stress self-weight consolidation cells. That is, as shown in Figure 4 has a structure in which a plurality of low-stress self-consolidation cells 200a are stacked, the low-stress self-consolidation cells 200a is provided with a consolidation cell alignment sphere (205a) Consolidation cell alignment bar 220 may be inserted into 205a. The consolidation cell alignment bar 220 includes a bar body 221 and a bar stopper 223. The bar body 221 is a consolidation cell aligner 205a after a plurality of low-stress self-weight consolidation cells 200a are disposed. The bar stopper 223 may contact the outer surface of the consolidation cell alignment port 205a of the uppermost low stress self-contained consolidation cell 200a to limit excessive pull-in of the bar body 221. Through such a structure, alignment of the low stress self-consolidation cell 200a may be prevented from being hindered by unwanted external force that may occur when a sample is accommodated in the low stress self-consolidation cell 200a. After the self-weight consolidation test is completed, the consolidation cell alignment bar 220 is removed upon sample acquisition.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치(10)를 사용하여 실행되는 자중 압밀 시험 방법에 대하여 과정을 중심으로 설명한다. 여기서, 저응력 자중 압밀 시험 장치(10)는 제어부(미도시), 연산부(미도시) 및 저장부(미도시)를 더 구비하는데, 이들은 데이터 연산 및 저장 등의 처리를 위한 구성요소이다. Hereinafter, a self-weight consolidation test method executed using the low stress self-weight consolidation test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described based on the process. Here, the low stress self-consolidation test apparatus 10 further includes a control unit (not shown), a calculation unit (not shown), and a storage unit (not shown), which are components for processing such as data calculation and storage.

먼저, 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)은 베이스(100) 상에 적층되는데, 베이스(100)는 밀폐 구조를 취하여 하면으로 시료 등의 누수 발생을 방지하고 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200) 사이에는 진공 구리스 등의 자중 압밀셀 실러를 배치하여 시료의 수두에 의한 측면 누수는 방지될 수 있다. 그런 후, 시료는 사전 설정된 균일한 함수비를 가지도록 교반되고, 복수 개의 저응력 자중 압밀셀(200)에 의하여 형성되는 내부 공간에 교반된 시료가 투입된다. First, the plurality of low stress self-consolidation cells 200 are stacked on the base 100. The base 100 has a closed structure to prevent leakage of samples such as samples to the lower surface thereof, and a plurality of low stress self-consolidation cells 200 The magnetic weight consolidation cell sealer, such as vacuum grease, is disposed between the two sides, so that side leakage caused by the head of the sample can be prevented. Thereafter, the sample is stirred to have a predetermined uniform water content, and the stirred sample is introduced into the internal space formed by the plurality of low stress self-consolidation cells 200.

투입된 시료는 시간이 경과함에 따라 자중 압밀이 발생하는데, 시간 경과에 따른 시료의 계면고를 측정한다. 자중 압밀이 시작되는 시점에서의 시료(흙)의 초기 간극비(e00)를 측정한다. 자중 압밀이 완료되는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치(10)의 저응력 자중 압밀셀(200)의 일면 배수 구조에 의하여 물은 상단의 저응력 자중 압밀셀(200)의 일면 상에 배치되는데, 시험자는 스포이드 등의 수단을 사용하여 저응력 자중 압밀 시험 장치(10)로부터 제거 한다. 그런 후, 시험자는 적층된 각각의 자중 압밀셀(200)을 높이 별로 분리시켜 시료를 취득하는데, 시료 채취시 시료 가이드(300)를 적층된 자중 압밀셀(200)의 길이 방향으로 가동시킨다. 따라서, 각 높이별 자중 압밀셀(200)이 제거되고 이때 각각의 자중 압밀셀(200)에 수용된 시료는 시료 가이드(300)의 시료 가이드 플레이트(320)를 따라 원활하게 취득된다. 취득된 시료로부터 함수비를 포함하는 시료에 대한 데이터를 도출하는데(S100), 데이터 중 함수비(w)는 다음과 같이 산출될 수 있다. The injected sample generates consolidation of its own weight over time, and measures the interface height of the sample over time. The initial gap ratio e00 of the sample (soil) at the time when self-weight consolidation starts is measured. When the self-weight consolidation is completed, water by the one-side drainage structure of the low stress self-weight consolidation cell 200 of the low stress self-weight consolidation test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention The tester removes from the low stress self-consolidation test apparatus 10 using a dropper or the like. Thereafter, the tester separates the stacked self-weight consolidation cells 200 for each height to obtain a sample. When the sample is collected, the tester operates the sample guide 300 in the longitudinal direction of the stacked self-weight consolidation cells 200. Therefore, the self-weight consolidation cell 200 for each height is removed, and at this time, the sample accommodated in each self-consolidation cell 200 is smoothly obtained along the sample guide plate 320 of the sample guide 300. Deriving the data for the sample including the water content from the obtained sample (S100), the water content of the data (w) can be calculated as follows.

여기서, Ww는 시료에 대한 흙 속 물의 무게를, 그리고 Ws는 시료에 대한 흙 입자의 무게를 나타낸다. 도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 자중 압밀 시험 방법에 의하여 취득된 시료의 위치(높이)에 따른 함수비가 도시된다. 함수비를 사용하여 시료 각각의 저응력 자중 압밀셀(200)에 대한 간극비를 구하는데, 간극비는 다음과 같은 식을 사용하여 연산할 수 있다. Where Ww represents the weight of soil in the sample and Ws represents the weight of soil in the sample. Figure 7 shows the water content ratio according to the position (height) of the sample obtained by the self-weight consolidation test method according to an embodiment of the present invention. The water content ratio is used to obtain a gap ratio for the low stress self-weight consolidation cell 200 of each sample. The gap ratio may be calculated using the following equation.

여기서, Gs는 시료인 흙의 비중을, S는 포화도를 , 그리고 e는 시료인 흙과 공극의 부피비인 간극비를 나타낸다. 이와 같은 함수비를 포함하는 데이터가 연산 내지 저장 등의 과정을 통하여 처리된 후 제어부는 연산부로 하여금 시료에 대하여 처리된 데이터를 사용하여 간극비 대 유효 응력 관계도를 산출하는 유효 응력 관계 도 산출 단계를 수행한다(S200). 즉, 연산부는 간극비가 산출된 후, 시료의 유효 응력은 다음 식에 의한 연산 과정을 통하여 산출될 수 있다. Here, Gs denotes the specific gravity of soil as a sample, S denotes the saturation degree, and e denotes the void ratio, which is the volume ratio of the soil and the void as the sample. After the data including the water content ratio are processed through a process such as calculation or storage, the controller performs an effective stress relationship diagram calculating step of calculating a gap ratio to effective stress relationship using the data processed for the sample. (S200). That is, the calculation unit after the gap ratio is calculated, the effective stress of the sample may be calculated through the calculation process by the following equation.

여기서, σ'는 시료인 흙이 지지할 수 있는 응력인 유효 응력(KPa)를, Δz는 시료 높이(깊이)(m)를 나타낸다. 이와 같은 관계식을 통하여 산출된 간극비에 대한 유효 응력은 저장부에 저장되는데, 저장되는 값들은 간극비에 대한 유효 응력의 관계는 도 8과 같은 간극비 대 유효 응력 관계도로 표시될 수 있다. Here, sigma 'is the effective stress KPa which is the stress which the soil which is a sample can support, and (DELTA) z represents the sample height (depth) m. The effective stress for the gap ratio calculated through the relational expression is stored in the storage unit, and the stored values may be represented by the gap ratio to the effective stress relationship as shown in FIG. 8.

그런 후, 제어부는 연산부로 하여금 저장된 데이터 및 연산 관계식, 즉 시료에 대한 시간계수 데이터를 포함하고 저장부에 저장된 사전 설정 저장 데이터 및 간극비 대 유효 응력 관계도를 사용하여 투수 계수를 산출하는 투수 계수 산출 단계를 수행한다(S300). 투수 계수 산출 단계(S300)는 도 6에 도시된 바와 같이 커브 피팅 단계(S310)와 압밀 계수 산출 단계(S320) 및 투수 계수 연산 단계(S330)를 포함하는데, 연산부는 제어부의 제어 신호에 따라 다음 연산 식을 사용하여 커브 피팅 단계를 수행한다(S310). Then, the control unit calculates the permeability coefficient, which causes the calculation unit to calculate the permeability coefficient using the stored data and the calculation relation, that is, the time coefficient data for the sample and the preset stored data stored in the storage unit and the pore ratio versus effective stress relationship diagram. Perform the step (S300). The permeability coefficient calculating step S300 includes a curve fitting step S310, a consolidation coefficient calculation step S320, and a permeability coefficient calculation step S330, as shown in FIG. 6, and the calculation unit is configured according to the control signal of the controller. A curve fitting step is performed by using an operation expression (S310).

여기서, e∞은 자중 압밀 시험완료 후 최하부 시료의 간극비를 나타내는데, 상기 식에서 λ를 조정하여 도 8의 간극비 대 유효 응력 관계도에 일치하는 매칭 곡선을 찾는다(도 9 참조). Here, e∞ represents the gap ratio of the lowermost sample after completion of the self-weight consolidation test. By adjusting λ in the above equation, a matching curve matching the gap ratio versus the effective stress relationship of FIG. 8 is found (see FIG. 9).

그런 후, 제어부는 저장부에 저장된 데이터 및 처리된 데이터를 사용하여 압 밀 계수를 산출한다(S320). 먼저, 도 8의 간극비 대 유효 응력 관계도와 상기 식에 따른 곡선이 사전 설정된 오차 내에서 존재할 때의 λ를 사용하여 시간 계수를 산출하기 위한 계수인 N를 산출한다. Then, the control unit calculates the consolidation coefficient by using the data stored in the storage unit and the processed data (S320). First, N, which is a coefficient for calculating the time coefficient, is calculated using the gap ratio vs. effective stress relationship of FIG. 8 and lambda when the curve according to the above formula exists within a preset error.

여기서, l은 시료에서의 흙 입자만의 높이를 나타내고, γs는 시료인 흙의 단위 중량을, 그리고 γw는 물의 중량을 나타낸다. 저장부에는 N에 따른 압밀도 대 시간 계수의 관계(도 10)가 사전 설정 저장되는데, 제어부는 저장부에 저장된 압밀도 대 무차원 시간 계수의 관계와 산출된 N을 사용하여 무차원 시간 계수(Tfs)를 선택한다. 도 10에는 N이 2인 경우에 대한 무차원 시간 계수(Tfs) 산출 과정이 도시되는데, 도 10에서 수평축은 무차원 시간 계수를 그리고 수직축은 압밀도를 나타낸다. 이때, 압밀도는 평균적 값으로서의 50%의 상태인 0.5의 값을 취하는데, 각각의 N에 대응하는 곡선과의 교차점으로부터 무차원 시간 계수를 취득할 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 초기 과정에서 시간에 따라 측정된 계면고와 함수비 등을 사용하여 얻어지는 시간에 따른 침하량 곡선은 저장부에 저장되는데 이로 시료 변형이 최종 변형량의 50%에 도달하였을 때의 시간(t₅₀)을 취득할 수 있다. Where l represents the height of the soil particles in the sample, γs represents the unit weight of the soil which is the sample, and γw represents the weight of the water. The storage unit stores preset relations of the density vs. time coefficient according to N (FIG. 10), and the control unit stores the dimensionless time coefficient (Tfs) by using the relationship between the density and the dimensionless time coefficient stored in the storage unit. Select. FIG. 10 illustrates a process of calculating the dimensionless time coefficient Tfs for the case where N is 2, in which the horizontal axis represents the dimensionless time coefficient and the vertical axis represents the density. At this time, the density takes a value of 0.5, which is a state of 50% as an average value, and the dimensionless time coefficient can be obtained from the intersection with the curve corresponding to each N. In addition, as shown in FIG. 11, the settlement curve with time obtained by using the interface height and water content measured with time in the initial process is stored in the storage unit, so that the sample deformation reaches 50% of the final deformation amount. The time t ₅₀ can be obtained.

제어부는 취득된 무차원 시간 계수를 사용하여 연산부로 하여금 다음 식에 따라 압밀 계수를 산출하도록 한다. The control unit uses the obtained dimensionless time coefficient to cause the calculating unit to calculate the consolidation coefficient according to the following equation.

여기서, g는 압밀 계수(m²/min)를 나타낸다. Where g represents a consolidation coefficient (m ² / min).

산출된 압밀 계수(g)를 사용하여, 제어부는 연산부로 하여금 다음 식에 따라 투수 계수를 연산 한다(S330). Using the calculated consolidation coefficient g, the controller calculates the permeability coefficient according to the following equation (S330).

여기서, e50은 시료의 변형이 최종 변형량의 50%에 도달하였을 때의 평균 간극비를 나타내고,

는 간극비 대 유효 응력 관계도에서 e50에서의 기울기를 나타낸다. Here, e50 represents the average gap ratio when the deformation of the sample reaches 50% of the final deformation amount,

Denotes the slope at e50 in the pore ratio versus effective stress plot.

이와 같은 시험 방법을 통하여 시료에 대한 간극비 대 유효 응력 관계 및 투수 계수를 알 수 있는데, 간극비 대 유효 응력 관계로부터 시료인 흙의 깊이(높이) 및 간극비에 따른 매립 지반의 지지력을 알 수 있고 투수 계수로부터 흙의 압밀 상태를 통하여 매립지의 지반 침하량 및 침하 시간을 알 수 있다. Through this test method, the gap ratio vs. effective stress relationship and permeability coefficient for the sample can be known. From the gap ratio vs. effective stress relationship, the depth (height) of soil as a sample and the bearing capacity of the buried ground according to the gap ratio can be known. The soil subsidence and settlement time of the landfill can be known from the consolidation state of the soil.

본 발명의 자중 압밀 시험 방법은 저응력(1.0KPa 이하) 환경 하에서 실시된 것으로 통상적인 CRS 압밀시험을 통하여 높은 응력 상태(10KPa 이상)에서의 간극비-유효응력 관계 및 투수 계수 관게를 얻을 수 있다. 이를 선도로 표현하면 도 11 및 도 12와 같이 표현되는데, 도 11 및 도 12에는 각각 전체 응력 범위에서의 간극비 대 유효응력 관계와 간극비 대 투수 계수의 관계가 도시된다. 저응력 환경 하에 서의 간극비 대 유효 응력 관계와 투수 계수를 함께 사용하여 전체 응력 단계에서의 압밀 특성, 즉 매립 초기 자중에 의한 압밀과 매립 완료 후 부지 개발을 위한 성토 하중에 의하여 추가된 압밀 단계에서의 응력에 의한 압밀 특성을 파악할 수 있다. The self-weight consolidation test method of the present invention is carried out under a low stress (1.0 KPa or less) environment, and can obtain a gap ratio-effective stress relationship and permeability coefficient relationship in a high stress state (10 KPa or more) through a conventional CRS consolidation test. This is expressed as a diagram as shown in Figs. 11 and 12. Figs. 11 and 12 show the relationship between the pore ratio versus the effective stress and the pore ratio versus the permeability coefficient in the entire stress range, respectively. The combination of porosity-to-effective stress and permeability coefficients under low stress conditions is used to achieve consolidation characteristics at all stress stages, namely consolidation by initial landfill weight and added consolidation by embankment loading for site development after landfill completion. The consolidation characteristics by the stress of can be grasped.

상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 조명 특징은 선택적으로 고려되는 위치 인식 방법을 취할 수도 있는 등, 이동 로봇 장치의 위치 인식을 이루는 과정에서 도어 특징을 포함하는 특징을 추출하고 이를 사용하여 위치 인식을 이루는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. The above embodiments are examples for describing the present invention, but the present invention is not limited thereto. The lighting feature may take a position recognition method that is considered to be optional, and in the process of achieving the position recognition of the mobile robot device, the feature including the door feature may be extracted and various modifications may be made in the range of the position recognition using the same.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치의 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a low stress self-consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치의 저응력 자중 압밀셀에 대한 개략적인 단면도 및 부분 확대도이다. 2 is a schematic cross-sectional view and a partial enlarged view of a low stress self-weight consolidation cell of the low stress self-weight consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치의 시료 가이드에 대한 변형예를 나타내는 개략적인 측면도이다. Figure 3 is a schematic side view showing a modification to the sample guide of the low stress self-weight consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치의 시료 가이드에 대한 변형예를 나타내는 개략적인 사시도이다. Figure 4 is a schematic perspective view showing a modification of the sample guide of the low stress self-weight consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치를 이용한 자중 압밀 시험 방법에 대한 개략적인 흐름도이다. 5 is a schematic flowchart of a self-weight consolidation test method using a low stress self-weight consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 단계 300에 대한 보다 구체적인 흐름도이다. 6 is a more specific flow diagram for step 300.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치에 의하여 취득된 시료의 높이(깊이)에 대한 함수비를 나타내는 선도이다. 7 is a diagram showing a water content ratio with respect to a height (depth) of a sample obtained by the low stress self-weight consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치에 의하여 취득된 시료에 대한 간극비 대 유효 응력 관계도이다. 8 is a relationship between the gap ratio and the effective stress for a sample obtained by the low stress self-weight consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치에 의하여 취득된 시료에 대한 간극비 대 유효 응력 관계도 및 제어부, 연산부를 통하여 이루어진 커브 피팅에 의한 곡선을 동시에 표기한 선도이다. FIG. 9 is a diagram simultaneously showing a graph of a relationship between a gap ratio versus an effective stress for a sample acquired by a low stress self-weight consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention, and a curve by curve fitting made through a controller and a calculation unit.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 저응력 자중 압밀 시험 장치의 저장부에 저장된 N에 따른 압밀도 대 무차원 시간 계수를 나타내는 선도이다. 10 is a diagram showing the density vs. dimensionless time coefficient according to N stored in the storage unit of the low stress self-weight consolidation test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 11은 시료에 대한 시간-침햐량 관계를 나타내는 선도이다. 11 is a graph showing the time-sedimentation relationship for the samples.

도 12 및 도 13은 전체 응력 범위에 대한 간극비-유효 응력 관계 및 간극비-투수 계수 관계를 나타내는 개략적인 선도이다. 12 and 13 are schematic diagrams showing the gap ratio-effective stress relationship and the gap ratio permeability coefficient relationship for the entire stress range.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10...저응력 자중 압밀 시험 장치 100...베이스10 ... low stress self-consolidation test apparatus 100 ... base

200...저응력 자중 압밀셀 300...시료 가이드200 ... Low Stress Self-Containing Consolidation Cell 300 ... Sample Guide

400...시료 가이드 지지부400 ... sample guide support

Claims

Base;

A plurality of low stress self-contained consolidation cells that are accommodated in a sample and are stacked in a separable manner on one surface of the base;

A self-weight consolidation cell sealer disposed between the plurality of low-stress self-weight consolidation cells;

And a sample guide having a sample guide body movable along a stacking length direction of the low stress self-weight consolidation cell on an outer circumference of the low stress self-weight consolidation cell and a sample guide plate inclined at an outer circumference of the sample guide body. Low stress self-consolidation test device.

The method of claim 1,

The low stress self-consolidation cell is formed in a ring type, and the ratio of the inner diameter of the low stress self-consolidation cell and the thickness of the single number of self-consolidation cell in the stacking direction of the low stress self-consolidation cell are 5 to 20 times. Low-pressure self-consolidation test apparatus.

The method of claim 2,

The sample guide further comprises a sample guide support disposed on an outer circumference of the sample guide body to support the sample guide body.

The method of claim 2,

The sample guide support is:

An inclined first support and an inclined second support each end of which is rotatably mounted to the sample guide body;

A movable slider rotatably mounted at an end of the inclined second support;

One end is rotatably mounted to an end of the inclined first support, and has a horizontal support for allowing the movable slider to penetrate in the longitudinal direction.

The method of claim 1,

The low stress self-contained consolidation cell is further provided with a consolidation cell alignment bar which is formed parallel to the stacking length direction of the low stress self-consolidation consolidation cell, and further provided with a consolidation cell alignment bar having a bar body insertable into the consolidation cell alignment unit. Low stress self-consolidation test device, characterized in that.

Base; A plurality of low stress self-contained consolidation cells that are accommodated in a sample and are stacked in a separable manner on one surface of the base; A self-weight consolidation cell sealer disposed between the plurality of low-stress self-weight consolidation cells; A sample guide having a sample guide body movable along a lamination length direction of the low stress self-weight consolidation cell on an outer circumference of the low stress self-weight consolidation cell and a sample guide plate inclined at an outer circumference of the sample guide body; The control unit, the operation unit and the data including the water content ratio for the samples corresponding to a plurality of low-stress self-weight consolidation cell obtained from a low stress self-weight consolidation test apparatus including a control unit, a calculation unit and a storage unit for signal control, processing and storage A data processing step of processing data using the storage unit;

An effective stress relationship diagram calculating step of the control unit calculating a gap ratio to an effective stress relationship diagram from the processed data;

And a permeability coefficient calculating step of calculating a permeability coefficient using time coefficient data for a sample and using the preset stored data stored in the storage unit and the gap ratio to effective stress relationship diagram.

The method of claim 6,

The permeability coefficient calculating step is:

A curve fitting step of performing curve fitting by adjusting a fitting coefficient for deriving a curve corresponding to the gap ratio to effective stress relationship diagram;

A consolidation coefficient calculating step of calculating a consolidation coefficient using the fitting coefficient and the time coefficient data;

And a permeability coefficient calculating step of calculating a permeability coefficient for a sample corresponding to a plurality of low stress self-weight consolidation cells using the calculated consolidation coefficient.