KR101028783B1 - Consolidation testing apparatus for observing the inside of specimen under radial drainage condition - Google Patents

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Abstract

압밀 시험기에 관하여 개시한다. 본 발명의 장치는, 서로 대면하도록 위치되는 부채꼴 모양의 상판 및 하판과; 상판의 소정영역을 상하로 관통하는 가이드와; 가이드의 일단에 설치되어 상판과 하판 사이에 위치되는 가압판과; 상판 및 하판과 더불어 내부에 횡단면이 부채꼴 모양을 하는 공간을 형성하는 측면판들이 구비되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 종래의 원통형 압밀 시험기를 사용하는 경우에는 시료내부를 관찰할 수 없었으나, 축대칭 조건의 방사방향 배수를 그대로 모사하면서 시료 내부의 관측이 가능하다. Disclosed is a consolidation tester. The apparatus of the present invention comprises: a fan-shaped upper and lower plates positioned to face each other; A guide penetrating up and down a predetermined area of the upper plate; A pressure plate installed at one end of the guide and positioned between the upper plate and the lower plate; In addition to the upper plate and the lower plate is characterized in that the side plates are provided to form a space having a cross-section fan-shaped inside. According to the present invention, when the conventional cylindrical consolidation tester is used, the inside of the sample cannot be observed, but the inside of the sample can be observed while simulating the radial drainage under the axisymmetric condition.

압밀 시험기, 방사방향 배수, 부채꼴, 연직 배수재 Consolidation Tester, Radial Drain, Fan, Vertical Drain

Description

방사방향 배수 압밀 조건에서 시료 내부 관측이 가능한 압밀 시험기{Consolidation testing apparatus for observing the inside of specimen under radial drainage condition}Consolidation testing apparatus for observing the inside of specimen under radial drainage condition

본 발명은 압밀 시험기에 관한 것으로, 특히 방사방향 배수 압밀 조건의 시료 내부 변형을 관측할 수 있는 가능한 압밀 시험기에 관한 것이다. The present invention relates to a consolidation tester, and more particularly to a possible consolidation tester capable of observing the deformation of a sample under radial drainage consolidation conditions.

일반적으로 강재나 콘크리트와 같은 토목재료의 경우 하중이 가해지면 변형이 즉시 발생하는 데 비하여 흙의 경우는 모래와 같이 변형 시간이 짧은 것에서부터 점토와 같이 변형시간이 비교적 긴 것까지 흙의 종류에 따라 변형시간이 달라진다. 특히 흙은 입자들 사이에 채워진 물, 공기와 함께 구성되어 있으며, 부피 변형이 발생한다는 것은 간극을 채우고 있는 물 또는 공기가 빠져나가는 것을 의미한다. 모래의 경우 간극의 크기가 상대적으로 커서 물 또는 공기가 쉽게 빠져나갈 수 있어 압축이 빨리 일어나지만, 입자 크기가 미소하여 간극이 대단히 작은 점토의 경우 압축은 장시간 걸쳐 천천히 진행될 뿐 아니라 압축량이 크므로 지반공학적으 로 큰 문제가 된다. 이렇듯 포화된 점토가 하중을 받아 장기간에 걸쳐 간극수가 빠져나가면서 침하가 되는 현상을 압밀(Consolidation)이라고 한다. In general, for civil engineering materials such as steel and concrete, deformation occurs immediately when a load is applied, whereas for soil, depending on the type of soil, the deformation time is short, such as sand, and the deformation time is relatively long, such as clay. The deformation time is different. In particular, the soil is composed of water and air filled between the particles, and the volumetric deformation means that the water or air filling the gap is released. In the case of sand, the gap is relatively large, so water or air can easily escape, and compression occurs quickly.However, in the case of clay having a very small gap due to the small particle size, the compression is not only slow but over a long time. Engineering is a big problem. Consolidation is a phenomenon in which saturated clay is loaded and subsided over a long period of time while pore water escapes.

포화 점토층을 지반공학적으로 안정화시키는 연약지반 개량 현장을 설계하기 위해서는 압밀 특성을 파악해야 한다. 이는 압밀 시험을 통하여 산정될 수 있으며 압밀 특성을 나타내는 값들은 다음과 같다.In order to design a soft ground improvement site that stabilizes saturated clay layers, it is necessary to understand the consolidation characteristics. This can be calculated through the consolidation test and the values indicating consolidation characteristics are as follows.

압밀 계수(Cv) : 시간에 따른 압밀도를 표현Consolidation coefficient (Cv): Expresses the density over time

2차 압축 지수(Cα) : 압밀 완료 후에 일어나는 시간에 따른 변형 (Creep)Second Compression Index (Cα): Creep over time after consolidation

압축 지수 및 재압축 지수(Cc, Cr) : 하중에 따른 침하량을 표현 Compression Index and Recompression Index (Cc, Cr): Express settlement amount according to load

(현재 하중이 선행압밀 하중보다 작을 경우<과압밀> 재압축 지수 적용)(If the current load is less than the previous consolidation load, the <overconsolidation> recompression index is applied.)

(현재 하중이 흙이 경험한 최대하중일 경우<정규압밀> 압축 지수 적용)(If the current load is the maximum load experienced by the soil, apply the <Normal Consolidation> compression index.)

선행압밀하중(Pc') : 흙의 경험한 최대 압밀 하중Preceding Consolidation Load (Pc '): Maximum Consolidation Load Experienced by Soil

이러한 압밀 특성 외에도 경계 조건 등을 포함하는 공간적 성질을 반영하는 압밀 특성도 존재한다. 기본적으로 연직방향 배수 조건의 압밀 계수를 산정하는 것이 일반적이나, 압밀시 횡방향 배수가 일어날 경우에는 흙의 연직방향과 횡방향의 구조적 특성의 차이를 고려한 횡방향 투수 계수 및 압밀 계수 등을 고려하여야 할 필요가 있다. In addition to these consolidation characteristics, there are also consolidation characteristics that reflect spatial properties including boundary conditions. Basically, it is common to calculate the consolidation coefficient of the vertical drainage condition, but when transverse drainage occurs during consolidation, the transverse permeability coefficient and consolidation coefficient, etc. considering the difference in the structural characteristics of the vertical and transverse directions of soil should be considered. Needs to be.

앞서 언급한 압밀 특성 들은 압밀 시험으로 구해질 수 있다. 압밀 특성을 구하는 압밀 시험 종류는 다음과 같다.The above mentioned consolidation characteristics can be obtained by consolidation test. The types of consolidation tests for obtaining consolidation characteristics are as follows.

1. 표준 압밀 시험 1. Standard consolidation test

도 1a는 종래 기술에 따른 표준 압밀 시험기를 나타낸 도면들이고, 도 1b는 도 1a에 따른 압밀 시험기를 이용하여 시간에 따른 부피 변형을 측정한 그래프이며, 도 1c는 도 1a에 따른 압밀 시험기를 이용하여 하중에 따른 부피 변형을 측정한 그래프이다.Figure 1a is a view showing a standard consolidation tester according to the prior art, Figure 1b is a graph measuring the volume deformation over time using the consolidation tester according to Figure 1a, Figure 1c using the consolidation tester according to Figure 1a This is a graph measuring volumetric deformation with load.

도 1a에서 (1)번 도면은 표준 압밀 시험기의 개략도이고, (2)번 사진은 표준 압밀 시험중의 사진 이며, (3)번 사진은 표준 압밀 시험 박스 및 압밀 링 사진이다. In Figure 1a (1) is a schematic diagram of a standard consolidation tester, (2) is a photograph during the standard consolidation test, (3) is a standard consolidation test box and consolidation ring photograph.

도1a에서는 표준 압밀 시험기의 기본 형상을 보여 주고 있다. 여기서 가압판을 통하여 압밀 링 내부의 점토 시료에 하중이 전해지며, 다공판을 통하여 점토 시료내의 간극수가 자유롭게 배수 된다. 그리고 다이얼 게이지 혹은 LVDT로 가압판의 연직방향 변위를 측정하며, 이로써 흙의 부피 변화를 쉽게 산정할 수 있다. Figure 1a shows the basic shape of a standard consolidation tester. The load is transmitted to the clay sample inside the consolidation ring through the pressure plate, and the pore water in the clay sample is freely drained through the porous plate. And the dial gauge or LVDT measures the vertical displacement of the platen, which makes it easy to estimate the volume change of the soil.

압밀 시험은 여러 하중 단계로 나누어서 각 단계에서 도 1b의 시간-부피 그래프로부터 압밀 계수를 산정한다. 또한 각 하중 단계의 압밀 완료에 해당하는 부피 값을 활용하여 도 1c와 같은 응력-부피 관계를 얻을 수 있다. The consolidation test is divided into several loading stages to calculate the consolidation coefficients from the time-volume graph of FIG. 1B at each stage. In addition, a stress-volume relationship as shown in FIG. 1C may be obtained by using a volume value corresponding to consolidation completion of each load step.

2. CRS 압밀 장비2. CRS Consolidation Equipment

도 2a는 종래 기술에 따른 CRS 압밀 장비를 나타낸 개략도이다.Figure 2a is a schematic diagram showing a CRS compaction equipment according to the prior art.

CRS(Constant Rate of Strain) 압밀 시험기는 하중을 가하는 방식에 일반적으로 강도 시험에 활용되는 속도조절 로딩 프레임이 활용된다. 즉 하중은 일정한 속도로 가압판을 누르는 방식으로 가해진다. 표준 압밀 시험과는 다르게 압밀 완료 후 하중을 추가적으로 발생 시키는 것이 아니기 때문에 시험 중에 연속적으로 과잉간극수압을 측정해야 한다. 과잉간극수압을 고려한 전체 하중으로 흙이 받는 유효 응력을 산정하여 그림2와 같은 응력-부피 관계를 얻고, 압밀 계수는 응력 변화와 간극수압의 변화를 임의 시간간격에서 이론적으로 해석하여 산정한다. The Constant Rate of Strain (CRS) consolidation tester utilizes a speed-controlled loading frame that is typically used for strength testing in the way of loading. In other words, the load is applied by pressing the pressure plate at a constant speed. Unlike standard consolidation tests, the additional pore water pressure should be measured continuously during the test because it does not generate additional load after completion of consolidation. The stress-volume relationship as shown in Fig. 2 is obtained by calculating the effective stress of the soil with the total load considering the excess pore water pressure, and the consolidation coefficient is calculated by theoretically analyzing the change of stress and the pore water pressure at arbitrary time intervals.

3. Rowe Cell 시험 장비3. Rowe Cell Test Equipment

도 2b는 종래 기술에 따른 Rowe Cell 시험 장비를 나타낸 개략도이다.Figure 2b is a schematic diagram showing a Rowe Cell test equipment according to the prior art.

Rowe Cell 압밀 시험 장비는 하중을 Diaphragm을 이용하여 공기압이나 수압으로 가한다. 이로써 Rigid Plate에 의한 하중(Equal Strain) 뿐 아니라 flexible 하중(Equal Stress)을 가할 수 있다. 또한 내부에서 간극수압을 측정할 수 있다. 시험 단계 및 해석은 표준 압밀 시험 방법과 동일하게 이루어진다.The Rowe Cell Consolidation Tester applies the load by pneumatic or hydraulic pressure using a diaphragm. This allows flexible loads (Equal Stress) as well as loads due to rigid plates (Equal Strain). The pore water pressure can also be measured internally. Test steps and interpretations are done in the same way as standard consolidation test methods.

4. 대형 압밀 시험 장비 4. Large consolidation test equipment

도 2c는 종래 기술에 따른 대형 압밀 시험 장비를 나타낸 도면들이다.Figure 2c is a view showing a large compaction test equipment according to the prior art.

앞서 설명된 시험기는 대부분이 직경 6cm 정도의 작은 시료에 대해서만 수행해 왔으나, 대형압밀 시험기는 직경 30cm에서부터 크게는 1m가 넘는 것도 존재한다. 하중을 가하는 방식은 Rigid Plate 방식 혹은 Diaphragm을 이용한 방식 모두 존재하며, 필요에 따라 바늘을 이용하여 시료 내부의 간극수압을 측정하였다. Most of the testers described above have only been performed on small samples of about 6 cm in diameter, but large consolidation testers exist from 30 cm in diameter to more than 1 m. Both the Rigid Plate method and the Diaphragm method are used to apply the load. If necessary, the pore water pressure inside the sample was measured using a needle.

도 2d는 연약지반 개량 현장에 사용되는 연직 배수재 공법을 나타낸 개략도이다.Figure 2d is a schematic diagram showing the vertical drainage method used in the soft ground improvement site.

상술한 바와 같은 종래의 시험기에 활용된 시료는 샘플링이 용이하고, 시험 수행이 간편한 원통형이며, 대부분이 배수는 연직방향(위, 아래 방향)으로만 이루어질 수 있게 설계되어 있다. 이러한 원통형 시료에 연직방향 배수를 막고(상, 하부의 다공판을 제거하고 배수가 안되게 막음), 방사 내부 혹은 외부 방향으로의 배 수를 유도하여 방사 방향(횡방향) 배수압밀 시험도 수행할 수 있다. 즉 연약지반 개량 현장에 많이 활용되는 도 2d와 같은 연직배수재 공법 설계에 필요한 방사방향 배수 조건을 모사할 수도 있다. 도 2c와 같이 시료 중간 내부에 모래와 같은 연직배수재를 넣고 방사 내측 방향 배수를 유도하거나, 압밀 링 부분에 Porous Plastic과 같은 재료로 배수를 가능하게 하여 방사 외측 방향의 배수를 유도할 수 있다. 이는 작은 시료나 대형 시료 모두에 적용될 수 있다.The sample utilized in the conventional tester as described above is easy to sample, cylindrical to facilitate the test, and most of the drainage is designed to be made only in the vertical direction (up, down direction). Radial drainage consolidation tests can also be carried out by blocking vertical drainage (removing the upper and lower perforated plates and preventing drainage), and inducing drainage in the radial or inward direction. have. That is, the radial drainage condition required for the vertical drainage method design as shown in FIG. As shown in FIG. 2C, a vertical drainage material, such as sand, may be inserted into the middle of the sample to induce radial inward drainage, or drainage may be made of a material such as porous plastic in the consolidation ring to induce drainage in the radial outward direction. This can be applied to both small and large samples.

도 2e는 자석을 활용하여 시료 내부의 움직임을 산정하는 시험 장비를 나타낸 개략도이다.2E is a schematic diagram showing test equipment for estimating movement inside a sample using magnets.

배수 조건에 상관없이 압밀 해석을 위한 기존의 이론적 방법들은 대부분 압밀과정 중에 연직방향의 압축만이 발생한다고 가정하고 해석을 수행한다. 그러나 최근 실험적 연구를 통하여 연직방향의 하중이 재하되는 지반이라 할지라도 방사배수(횡방향) 압밀 시에는 시료 내부에 횡방향 변형이 발생한다는 사실이 밝혀졌다. 따라서 도 2e와 같이 자석을 활용하여 자석의 움직임으로부터 자기장의 변화를 자기력계로부터 읽어 시료내부의 몇몇 위치에서의 자석의 이동을 구하였다. Regardless of the drainage conditions, the existing theoretical methods for consolidation analysis assume that only vertical compression occurs during the consolidation process. However, recent experimental studies have shown that even in the ground where the load in the vertical direction is loaded, transverse deformation occurs in the sample during radial consolidation. Therefore, as shown in FIG. 2e, the magnet was read from the magnetometer to determine the movement of the magnet at several positions within the sample using the magnet.

앞서 설명한 바와 같이 배수 조건에 상관없이 압밀 해석을 위한 기존의 이론적 방법들은 대부분 압밀과정 중에 연직방향의 압축만이 발생한다고 가정하고 해석을 수행한다. 이러한 가정 하에서는 시료 내부의 변형을 관찰할 필요가 없으므로 원통형 시료에 대해서 시험을 수행하여도 무방하다. 그러나 최근 지반의 연직방향의 하중이 재하되는 지반이라 할지라도 방사배수 압밀 시에는 시료 내부에 횡방향 변형이 발생한다는 사실이 밝혀졌다. As described above, the existing theoretical methods for consolidation analysis regardless of the drainage conditions are mostly performed assuming that only vertical compression occurs during the consolidation process. Under these assumptions, it is not necessary to observe the deformation inside the sample, so the test may be performed on the cylindrical sample. Recently, however, it has been found that transverse deformation occurs inside the sample during radial drainage consolidation, even if the ground is loaded vertically.

시료 내부의 방사방향에 따른 불균등한 변형 거동은 결과적으로 대상 지반의 부등침하 및 위치별 강도차이 그리고 전체 침하량의 증가와 압밀소요시간의 증가를 발생시킬 수 있다. 또한 연약지반 개량 후에도 균질한 지반상태를 확보할 수 없으므로 차후의 구조물의 안정성에도 문제가 발생할 가능성이 있다. 따라서 방사배수 조건에서의 지반 내부의 변형을 관찰하고 평가하는 것은 매우 중요하다. Uneven deformation behavior along the radial direction inside the sample may result in uneven and locational strength differences, increase of total settlement and time required for consolidation. In addition, even after the improvement of the soft ground, it is not possible to secure a homogeneous ground state, which may cause problems in the stability of the structure in the future. Therefore, it is very important to observe and evaluate the deformation in the ground under the condition of drainage.

그러나 이러한 중요성에도 불구하고 방사배수 압밀 중 지반의 불균질성을 유발시키는 횡방향 변형은 쉽게 관측할 수 있는 장비가 개발된 사례가 없다. 즉 종래의 압밀 시험은 거의 대부분 원통형 시료에 대해서 시험을 수행하여, 시료 내부의 전체적인 변형을 관찰할 수 없다. 자석 및 자기력계를 활용한 연구는 일부 위치에서만의 변형을 구할 수 있으며 해석에 어려움과 고가의 장비가 필요로 한 단점이 있다. 또한 원통형 시료의 내부를 시각적으로 관측한다고 하더라도, 시험을 끝낸 상태에서 절단하여 살펴보아야 하므로 연속적으로 관측하여 변형을 측정하는 것이 불가능하다. Despite this importance, however, there have been no developments in which lateral deformations that cause soil inhomogeneities during radiation drainage consolidation are easily observed. That is, in the conventional consolidation test, the test is performed on almost all cylindrical samples, and the overall deformation inside the sample cannot be observed. Research using magnets and magnetometers can only find deformations in some locations, and there are disadvantages in terms of difficulty in analysis and expensive equipment. In addition, even if the inside of the cylindrical sample is visually observed, it is impossible to measure the deformation by continuously observing because it must be cut and examined at the end of the test.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 시료 내부의 전체적인 변형을 관찰할 수 있는 압밀 시험기를 제공하는 데 있다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a consolidation tester that can observe the overall deformation inside the sample.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 압밀 시험기는: 서로 대면하도록 위치되는 부채꼴 모양의 상판 및 하판과; 상판의 소정영역을 상하로 관통하는 가이드와; 상기 가이드의 일단에 설치되어 상기 상판과 상기 하판 사이에 위치되는 가압판과; 상기 상판 및 상기 하판과 더불어 내부에 횡단면이 부채꼴 모양을 하는 공간을 형성하는 측면판들이 구비되는 것을 특징으로 한다.Consolidation tester according to the present invention for achieving the above object: a fan-shaped upper and lower plates positioned to face each other; A guide penetrating up and down a predetermined area of the upper plate; A pressure plate installed at one end of the guide and positioned between the upper plate and the lower plate; In addition to the upper plate and the lower plate is characterized in that the side plates are provided to form a space having a cross-section fan-shaped inside.

이 때, 상기 공간 내에 연직 배수재가 설치되는 것을 특징으로 한다.At this time, the vertical drainage material is installed in the space.

본 발명에 의하면, 종래의 원통형 압밀 시험기를 사용하는 경우에는 시료내부를 관찰할 수 없었으나, 축대칭 조건의 방사방향 배수를 그대로 모사하면서 시료 내부의 관측이 가능하다. According to the present invention, when the conventional cylindrical consolidation tester is used, the inside of the sample cannot be observed, but the inside of the sample can be observed while simulating the radial drainage under the axisymmetric condition.

이때 연속적으로 얻어지는 이미지로부터 해석을 통하여 시료 전체적인 변형에 대한 연구를 수행할 수 있고, 이로써 지반공학적으로 매우 중요한 방사방향 배수 압밀 조건에서의 위치에 따른 횡방향 변형을 파악하는 것이 가능하다.At this time, it is possible to study the deformation of the entire sample through analysis from the images obtained continuously, thereby it is possible to grasp the transverse deformation according to the position in the radial drainage consolidation conditions that are very important geotechnical.

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, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 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 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기의 각각의 구성요소를 설명하기 위한 개략도들이고, 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기의 조립 형태를 나타낸 개략도이며, 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기의 배수 방향을 설명하기 위한 개략도이다.3a to 3c are schematic diagrams for explaining each component of the consolidation tester according to an embodiment of the present invention, Figure 3d is a schematic diagram showing the assembly form of the consolidation tester according to an embodiment of the present invention, Figure 3e It is a schematic diagram for demonstrating the drainage direction of the consolidation tester which concerns on the Example of this invention.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기는 상판, 하판, 측면판들, 가압판, 가이드 및 오링들을 포함하여 이루어진다.3A to 3C, the consolidation tester according to the embodiment of the present invention includes a top plate, a bottom plate, side plates, a pressure plate, a guide, and an O-ring.

상판(100) 및 하판(200)은 부채꼴 모양으로 서로 대면하도록 위치된다.The upper plate 100 and the lower plate 200 are positioned to face each other in a fan shape.

가압판(300) 역시 부체꼴 모양으로 이루어지며, 상판(100)과 하판(200) 사이에 위치된다.Pressure plate 300 is also made of a floating shape, is located between the upper plate 100 and the lower plate 200.

가이드(400)는 상단이 상판(100) 위쪽으로 노출되도록 상판의 소정영역을 상하로 관통하는 데, 하단에는 가압판(300)이 설치된다. 따라서 압밀 시험기의 내부에 시료가 위치된 후 가이드(400)를 상하로 이동시킴으로써 가압판(300)에 의해 시료가 가압된다. The guide 400 penetrates up and down a predetermined area of the upper plate so that the upper end thereof is exposed above the upper plate 100, and the pressing plate 300 is installed at the lower end thereof. Therefore, the sample is pressurized by the pressing plate 300 by moving the guide 400 up and down after the sample is located inside the consolidation tester.

측면판들(510, 520, 530)은 상판(100) 및 하판(200)과 더불어 내부에 횡단면이 부채꼴 모양을 하는 공간을 형성하도록 설치된다. 이 때, 측면판들은 시료의 단면을 관찰하기 위하여 투명 아크릴과 같은 투명한 재질로 형성한다. The side plates 510, 520, and 530 are installed together with the upper plate 100 and the lower plate 200 to form a space having a fan-shaped cross section therein. At this time, the side plates are formed of a transparent material such as transparent acrylic to observe the cross section of the sample.

연직 배수재(Porous Plastic, 600)는 시험기 내부에 설치되어 방상방향 배수를 유도해 준다. 따라서 연직 배수재(600)는 부채꼴 모양의 공간 내에, 바람직하게는 측면판들이 맞대어지는 영역에 설치된다. Vertical drainage (Porous Plastic, 600) is installed inside the tester to induce the direction of the drainage. Accordingly, the vertical drain 600 is installed in a fan-shaped space, preferably in a region where the side plates are opposed to each other.

도 3d를 참조하면, 상판, 하판 및 측면판들을 나사 봉을 이용하여 고정시키고, 연직 배수재가 설되는 영역 이외의 영역에는 배수를 막기 위하여 오링을 사용한다.Referring to FIG. 3D, the upper plate, the lower plate and the side plates are fixed using a screw rod, and an O-ring is used to prevent drainage in an area other than the area where the vertical drainage material is installed.

본 발명은 방사 방향 배수 조건의 압밀 시험 중에 시료 내부의 변형을 시각적으로 연속적으로 관측할 수 있는 시험기에 관한 것으로, 관찰된 시료 내부의 변형을 이미지로 촬영하고, 이미지를 해석하여 원하는 시간 간격에서의 변형을 산정할 수 있도록 하기 위함이다.The present invention relates to a tester that can continuously visually observe the deformation of the sample during the consolidation test of the radial drainage conditions, taking an image of the observed deformation of the sample in the image, and interprets the image at a desired time interval This is to allow the deformation to be estimated.

종래의 압밀 시험은 거의 대부분 원통형 시료에 대해서 시험을 수행하여, 시료 내부의 전체적인 변형을 시각적으로 관찰할 수 없었다. 이러한 한계를 극복하고 방사방향 배수 조건을 모사하면서 시료 내부의 변형을 시각적으로 그리고 연속적으로 관찰할 수 있도록 한 것이다.Conventional consolidation tests have conducted tests on almost all cylindrical samples, so that the overall deformation inside the sample could not be visually observed. Overcoming these limitations and simulating radial drainage conditions, it is possible to visually and continuously observe the deformation inside the sample.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기에 사용되는 시료의 일부분을 모사한 개략도이다.4 is a schematic view of a part of a sample used in the consolidation tester according to an embodiment of the present invention.

도 4에 따른 원통형 시료에서 케익 모양으로 떼어낸 부채꼴 모양 시료의 한 측면은 실제 원통형 압밀 시료에서 내부 단면이 되며, 이 측면을 관찰하는 것은 시료 내부를 관찰하는 것과 동일한 효과를 얻는다. 또한 방사 방향 배수 조건의 원통형 압밀 시험기는 원통 중심을 축으로 축대칭 조건(Axis-Symmetry Condition)을 만족시키므로 관찰된 단면은 모든 단면을 대표한다고 할 수 있다. One side of the fan-shaped sample removed from the cylindrical sample according to Figure 4 becomes the inner cross section in the actual cylindrical consolidation sample, observing this side has the same effect as observing the inside of the sample. In addition, the cylindrical consolidation tester in the radial drainage condition satisfies the Axis-Symmetry Condition around the center of the cylinder, so the observed cross-sections represent all cross-sections.

따라서, 원통형이 아닌 부채꼴 기둥형을 선택하여 축대칭 조건의 방사 방향 배수 압밀 상태를 모사하면서 시료 내부의 변형을 연속적으로 관찰하는 것이 가능하다.Therefore, it is possible to continuously observe the deformation inside the sample while selecting a fan-shaped column instead of a cylinder to simulate the radially consolidation state in the axisymmetric condition.

이하에서 본 발명의 실시에에 따른 압밀 시험기의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter will be described the operation of the consolidation tester according to the practice of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 조립이 완료된 시험기를 이용하여 시험하기 전에 시험기 벽면에 마찰을 제거하기 위해 그리스를 균일하게 바른다. 이는 투명한 측면에서 관찰되는 면이 시료 내부 단면을 대표하기 위하여 중요한 작업이다. 시험기 하판과 투명한 측면판이 조립된 상태에서 시료를 넣고, 가압판과 연결된 상판을 조립한다. 하중은 표준 압밀 시험 방식(추와 지렛대 활용) 혹은 변형이나 하중을 조절하는 보편적으로 사용되는 (토질 역항의 강도 시험용) 프레임을 사용할 수 있다. Grease is applied evenly to remove friction on the tester walls prior to testing using the assembled tester according to an embodiment of the present invention. This is an important task for the face observed from the transparent side to represent the cross section inside the sample. Insert the sample with the tester lower plate and the transparent side plate assembled, and assemble the top plate connected to the pressure plate. The load can be either standard consolidation test methods (using weights and levers) or commonly used frames (for testing the strength of soil backings) to control deformation or load.

도 4와 결부하여 설명하면, 케익 모양으로 잘라서 형성한 부채꼴 시료에 대하여 시험을 수행하게 되면 원통형 시료의 일부분을 모사하게 되며, 관찰되는 면은 원통형 시료내부의 변형이 된다. 이때 방사방향 배수를 위한 연직 배수재(Porous Plastic)를 이용하여 방사방향 배수를 유도하게 된다. 배수는 도면 3e와 같이 발생하고, 점토 시료의 압밀 시험을 진행하면서 투명한 측면을 통하여 연속적으로 시료의 변형 형상을 관측한다.Referring to FIG. 4, when a test is performed on a fan-shaped sample cut and formed into a cake shape, a portion of the cylindrical sample is simulated, and the observed surface is a deformation in the cylindrical sample. At this time, the radial drainage is induced using a vertical drainage material (Porous Plastic) for the radial drainage. Drainage occurs as shown in FIG. 3E, and the deformation shape of the sample was continuously observed through the transparent side while the consolidation test of the clay sample was performed.

도 1a는 종래 기술에 따른 표준 압밀 시험기를 나타낸 도면들;1A shows a standard consolidation tester according to the prior art;

도 1b는 도 1a에 따른 압밀 시험기를 이용하여 시간에 따른 부피 변형을 측정한 그래프;Figure 1b is a graph measuring the volumetric deformation over time using the consolidation tester according to Figure 1a;

도 1c는 도 1a에 따른 압밀 시험기를 이용하여 하중에 따른 부피 변형을 측정한 그래프;Figure 1c is a graph measuring the volume deformation according to the load using the consolidation tester according to Figure 1a;

도 2a는 종래 기술에 따른 CRS 압밀 장비를 나타낸 개략도;2A is a schematic diagram showing CRS compaction equipment according to the prior art;

도 2b는 종래 기술에 따른 Rowe Cell 시험 장비를 나타낸 개략도;2B is a schematic diagram showing Rowe Cell test equipment according to the prior art;

도 2c는 종래 기술에 따른 대형 압밀 시험 장비를 나타낸 도면들;2C shows a large compaction test equipment according to the prior art;

도 2d는 연약지반 개량 현장에 사용되는 연직 배수재 공법을 나타낸 개략도;Figure 2d is a schematic diagram showing the vertical drainage method used in the soft ground improvement site;

도 2e는 자석을 활용하여 시료 내부의 움직임을 산정하는 시험 장비를 나타낸 개략도;FIG. 2E is a schematic diagram illustrating test equipment utilizing a magnet to calculate movement inside a sample; FIG.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기의 각각의 구성요소를 설명하기 위한 개략도들;3A-3C are schematic diagrams for explaining respective components of the consolidation tester according to the embodiment of the present invention;

도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기의 조립 형태를 나타낸 개략도;3D is a schematic view showing the assembly form of the consolidation tester according to the embodiment of the present invention;

도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기의 배수 방향을 설명하기 위한 개략도; 및3E is a schematic view for explaining the drainage direction of the consolidation tester according to an embodiment of the present invention; And

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압밀 시험기에 사용되는 시료의 일부분을 모사한 개략도이다.4 is a schematic view of a part of a sample used in the consolidation tester according to an embodiment of the present invention.

Claims (4)

서로 대면하도록 위치되는 부채꼴 모양의 상판 및 하판과;A fan-shaped upper and lower plates positioned to face each other; 상기 상판의 소정영역을 상하로 관통하는 가이드와;A guide penetrating up and down a predetermined area of the upper plate; 상기 가이드의 일단에 설치되어 상기 상판과 상기 하판 사이에 위치되는 가압판과;A pressure plate installed at one end of the guide and positioned between the upper plate and the lower plate; 상기 상판 및 상기 하판과 더불어 내부에 횡단면이 부채꼴 모양을 하는 공간을 형성하고, 투명한 재질로 이루어지는 측면판들; 및Side plates together with the upper plate and the lower plate to form a space having a fan-shaped cross section inside, and made of a transparent material; And 상기 공간 내에 설치되는 연직 배수재를 포함하는 것을 특징으로 하는 압밀 시험기.Consolidation tester, characterized in that it comprises a vertical drain installed in the space. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 연직 배수재는 상기 측면판들이 맞대어지는 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 압밀 시험기.The consolidation tester of claim 1, wherein the vertical drainage material is installed in an area in which the side plates face each other. 삭제delete
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