KR101653750B1 - 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 몰드에 담겨진 흙을 가압하여 일정 높이까지 다짐을 하고, 다짐된 흙에 식생매트 고정용 앵커핀을 매립한 후, 앵커핀을 흙에서 뽑아내는 인발력을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치는, 상부면이 개방된 통 형상으로 이루어져 내부에 흙이 채워지는 몰드와; 상기 몰드 내에 채워진 흙의 상단부에 얹혀지게 설치되어 외부에서 가해지는 가압력에 의해 흙을 하측으로 가압하며, 앵커핀이 관통하는 핀홀이 상하로 관통되게 형성되어 있는 복수로 분할 가능한 가압판과; 상기 가압판에 하측으로 가압력을 가하는 가압기와; 상기 가압판의 핀홀을 통해 흙 속에 관입된 앵커핀을 상측으로 인장시켜 인장강도를 측정하는 인장력측정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치 및 방법{Apparatus And Method for Testing Extraction Force of Vegetation-mat Fixing Pin}

본 발명은 식생매트 고정용 앵커핀의 인발력을 측정하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 몰드에 담겨진 흙을 가압하여 일정 높이까지 다짐을 하고, 다짐된 흙에 식생매트 고정용 앵커핀을 매립한 후, 앵커핀을 흙에서 뽑아내는 인발력을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

산업환경과 생활 및 주거 환경이 급속하게 발전하면서 도로(일반 도로 및 산업용 도로)를 확장 및 신설하고, 하천 및 강변 환경을 정비하기 위한 사업이 활발하게 진행되고 있다.

상기와 같이 도로를 확장 또는 신설하거나 하천 및 강변을 정비하게 되면 많은 절개지가 발생하게 되고, 이와 같이 발생하는 절개지를 방치하게 되면 자연환경과 생태환경이 파괴되는 현상이 발생하게 된다.

이와 같이 절개지에서 발생하는 자연 및 생태 환경이 파괴되는 현상을 방지하기 위해서는 절개지에 잔디와 나무를 심는 녹화사업을 실행하여 자연환경과 생태환경을 복원 및 유지시키게 된다.

즉, 자연환경 및 생태환경이 상실된 절개지와 같은 곳에 녹화사업을 실행할 때에는 절개지의 표면에 식생매트를 설치한 상태에서 씨앗을 파종하거나 잔디와 같은 식물 및 나무를 심어 식생식물의 뿌리가 식생 매트 내에서 활착할 수 있도록 하며, 호안부의 경사(절개)면에서 많이 사용되고 있다.

이러한 식생매트를 절개지의 표면과 같은 지표면에 고정시키기 위하여 앵커핀이 사용되고 있는데, 이러한 식생매트 고정용 앵커핀이 절개지에 시공된 후의 정착성 유무를 판단하기 위하여 현장에서 식생매트 고정용 앵커핀의 인장강도 시험이 수행되고 있다.

그러나 현장에서 앵커핀의 인장강도를 시험할 경우, 동일한 시공현장에서 시공을 하더라도 흙의 종류, 흙 다짐상태, 흙 속의 자갈의 유무, 식생매트 고정용 앵커핀의 관입시 회손여부 등에 따라 인장강도 결과값이 상이하기 때문에 이를 개선할 필요가 있다.

이에 종래에는 실험실에서 별도의 몰드에 소정 크기의 체(예를 들어 5㎜ 체)를 통과한 흙을 몰드에 담고, 몰드에 담겨진 흙에 물을 투입하고 다짐한 후 앵커핀을 관입하여 인발 시험을 수행하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 앵커핀 인발 시험 방법은 토사시료 제작에 많은 시간이 소요되며, 흙의 종류, 식생매트 고정용 앵커핀의 관입시 회손여부, 흙의 불균일 가압 등에 따라 인장강도 결과값이 상이해지는 문제가 있다.

등록특허 제10-1019026호(2011.02.24. 등록) 등록특허 제10-0704642호(2007.04.02. 등록) 등록특허 제10-1455753호(2014.10.22. 등록) 등록실용신안 제20-0348952호(2004.04.19. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 몰드 담겨진 흙의 다짐이 신속하고 균일하게 이루어지며, 다짐 및 앵커핀 관입 과정에서 앵커핀의 손상을 방지하여 정확한 인장강도 값을 얻을 수 있는 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치는, 상부면이 개방된 통 형상으로 이루어져 내부에 흙이 채워지는 몰드와; 상기 몰드 내에 채워진 흙의 상단부에 얹혀지게 설치되어 외부에서 가해지는 가압력에 의해 흙을 하측으로 가압하며, 앵커핀이 관통하는 핀홀이 상하로 관통되게 형성되어 있는 복수로 분할 가능한 가압판과; 상기 가압판에 하측으로 가압력을 가하는 가압기와; 상기 가압판의 핀홀을 통해 흙 속에 관입된 앵커핀을 상측으로 인장시켜 인장강도를 측정하는 인장력측정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치를 이용한 인발 시험 방법은,

(a) 몰드 내에 흙을 채우는 단계;

(b) 몰드에 채워진 흙의 상단부에 시험 대상 앵커핀을 매립하는 단계;

(c) 몰드에 채워진 흙의 상단부에 가압판을 안착시키는 단계;

(d) 상기 가압판을 하측으로 가압하여 흙을 다지는 단계; 및

(e) 상기 앵커핀의 상단부에 인장력측정기를 연결하고 앵커핀을 상측으로 당기면서 인장력을 측정하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 몰드 내부에 골재가 없는 흙을 채워 넣고, 가압판으로 흙을 균일하게 가압하여 앵커핀의 인발 시험을 수행할 수 있으므로, 실험실에서도 정확한 인발력 측정이 가능하게 된다.

또한 기존의 실험실에서 행해지는 인발 시험 방법(KS F2312)은 흙을 다짐하는 과정에서 앵커핀이 한 쪽으로 기울어져 재현성이 부족하나, 본 발명에 따르면 흙의 다짐 과정에서 가압판에 동일한 힘을 가하여 다짐을 할 수 있고 앵커핀이 기울어지지 않고 연직방향으로 매립된 상태를 유지할 수 있으므로 현장 재현성을 대폭 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치의 주요 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 인발 시험 장치의 단면도로, 도 2는 가압 다짐 이전 상태이고, 도 3은 가압 다짐 이후 상태이다.
도 4는 도 1에 도시된 인발 시험 장치의 단면도로 인장력을 측정하는 상태를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 인발 시험 장치의 가압판의 구성의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 인발 시험 장치의 가압판의 구성의 다른 예를 나타낸 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인발 시험 장치는, 상부면이 개방된 통 형상으로 이루어진 몰드(10)와, 상기 몰드(10) 내에 채워진 흙(1)의 상단부에 얹혀지게 설치되어 외부에서 가해지는 가압력에 의해 흙(1)을 하측으로 가압하는 가압판(20)과, 상기 가압판(20)에 하측으로 가압력을 가하는 가압기와, 상기 가압판의 핀홀을 통해 흙(1) 속에 관입된 앵커핀을 상측으로 인장시켜 인장강도를 측정하는 인장력측정기를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 몰드(10)는 상부면에 개방된 원통형으로 이루어져 내부에 흙(1)이 채워져 다져지는 용기를 형성한다. 상기 몰드(10)의 내부에는 예를 들어 5㎜ 체를 통과한 흙이 채워진다. 상기 몰드(10)는 강도가 강한 금속으로 만들어질 수 있지만, 그 재질에 제한은 없다.

상기 가압판(20)은 원반형으로 이루어져, 상기 몰드(10) 내에 채워진 흙(1)을 균일하게 가압하여 다짐하는 기능을 수행한다. 상기 가압판(20)의 중앙에는 앵커핀(P)이 관통하는 핀홀(21a, 23a)이 상하로 관통되게 형성되어 있다. 상기 가압판(20)은 단일체로 이루어질 수도 있으나, 이 실시예에서와 같이 하부판(21)과 중간판(22) 및 상부판(23)으로 분할 가능하게 구성됨이 바람직하다.

상기 하부판(21)과 상부판(23)은 상기 몰드(10)의 내경보다 약간 작은 직경을 갖는 원반 형태를 가지며, 중앙에는 핀홀(21a, 23a)이 각각 관통되게 형성되어 있다. 상기 하부판(21)의 테두리 부분에는 링 형태로 된 중간판(22)이 안착되어 지지되며, 상기 상부판(23)은 상기 중간판(22)의 상부에 안착되어 적층된다.

상기 하부판(21)의 테두리 부분 상부면에는 상기 중간판(22)이 정확하게 안착됨과 더불어 중간판(22)이 안착된 후 움직이지 않고 안정적으로 지지될 수 있도록 'L'자형으로 단차진 제1가이드홈(21b)이 오목하게 형성되고, 상기 중간판(22)의 하부면에는 상기 하부판(21)의 제1가이드홈(21b)과 대응하여 제1가이드홈(21b)에 안착되는 제1가이드돌기(22a)가 하측으로 돌출되게 형성된다.

또한 상기 상부판(23)이 중간판(22)의 상측에 안정적으로 결합되어 지지되도록 하기 위하여 중간판(22)의 상부면에 'L'자형으로 단차진 제2가이드홈(22b)이 오목하게 형성되고, 상부판(23)의 테두리 부분 하부면에 상기 제2가이드홈(22b)과 대응하여 제2가이드홈(22b)에 안착되는 제2가이드돌기(23b)가 하측으로 돌출되게 형성된다.

상기 중간판(22)은 링 형태로 되어 하부판(21)과 상부판(23) 사이에 개재됨으로써 몰드(10) 내의 흙(1)의 다짐 높이를 결정하는 작용을 한다. 예를 들어, 몰드(10) 내의 상단부까지 채워진 흙을 5㎝ 정도 압축하고자 할 경우에는 도 5에 도시한 것처럼 1개의 중간판(22)을 사용하고, 흙을 10 ㎝ 정도 압축하고자 할 경우에는 도 6에 도시한 것처럼 2개의 중간판(22)을 적층하여 흙(1)을 가압할 수 있다.

물론 필요에 따라 중간판(22)을 사용하지 않고 하부판(21) 위에 바로 상부판(23)을 적층하여 몰드(10) 내의 흙(1)을 가압할 수도 있을 것이다.

상기 가압기는 공지의 유압식 또는 전동식 프레스 장치를 이용하거나 대부분의 역학 실험실에 구비되어 있는 통상의 가력장치(UTM)를 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 가압판(20)의 상부판(23)에 하측으로 압력을 가하는 프레스부재(30)를 구비한다. 상기 가압기는 상기 가압판(20)에 하측으로 압력을 가함으로써 몰드(10) 내의 흙(1)을 압축시켜 다짐하는 작용을 한다.

상기 인장력측정기는 상기 앵커핀(P)의 상단부와 연결되는 연결부재(40)를 구비하며, 앵커핀(P)을 상측으로 들어 올려 앵커핀(P)이 흙(1)에서 뽑힐 때까지 가해지는 인장력을 측정한다. 상기 인장력측정기는 공지의 인장력측정기를 적용할 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 인발 시험 장치를 이용하여 식생매트 고정용 앵커핀을 인발 시험하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 몰드(10) 내에 흙(1)을 상단부까지 채운다. 이 때 상기 몰드(10) 내에 채워지는 흙(1)은 예를 들어 5㎜ 체가름을 통하여 골재가 섞이지 않은 황토를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 몰드(10)의 상단부까지 흙(1)이 채워지면, 흙(1)의 상단부 중앙에 시험 대상 앵커핀(P)을 상부까지 매립한다. 이어서 상기 몰드(10)에 채워진 흙(1)의 상단부에 가압판(20)을 안착시킨다. 이 때 가압판(20)의 핀홀(21a, 23a) 내측으로 앵커핀(P)이 삽입되도록 하여 가압판(20)을 몰드(10)의 상단부에 설치한다.

그리고, 도 2에 도시한 것과 같이 몰드(10)를 가압기의 프레스부재(30)의 하측에 정렬하여 상기 가압판(20)을 하측으로 가압하여 흙(1)을 다진다. 이 때, 가압판(20)은 흙(1)의 상부면 전체에 걸쳐 균일하게 힘을 가하게 되므로 흙(1)이 전체적으로 균일하게 다져지게 된다.

상기 몰드(10) 내의 흙(1)이 가압판(20) 및 가압기에 의해 균일하게 다져지면, 가압판(20)의 상부판(23)과 중간판(22)을 분리하고, 하부판(21) 만 몰드(10) 내의 흙(1) 위에 남겨둔다. 이 상태에서 도 3에 도시한 것처럼 상기 앵커핀(P)의 상단부에 인장력측정기의 연결부재(40)를 연결하고 앵커핀(P)을 상측으로 당기면서 인장력을 측정한다.

이와 같이 하부판(21)을 흙(1) 위에 남겨둔 상태에서 앵커핀(P)에 상측으로 인장력을 가하여 인장력을 측정하게 되면, 흙이 하부판(21)에 의해 움직이지 않고 다져진 상태를 유지할 수 있으므로 정확한 인장력 측정이 가능하게 된다.

상술한 것과 같은 본 발명에 따르면, 몰드(10) 내부에 골재가 없는 흙을 채워 넣고, 가압판(20)으로 흙을 균일하게 가압하여 앵커핀(P)의 인발 시험을 수행할 수 있으므로, 실험실에서도 정확한 인발력 측정이 가능하게 된다.

또한 기존의 실험실에서 행해지는 인발 시험 방법(KS F2312)은 흙을 다짐하는 과정에서 앵커핀이 한 쪽으로 기울어져 재현성이 부족하나, 본 발명에 따르면 흙의 다짐 과정에서 가압판(20)에 동일한 힘을 가하여 다짐을 할 수 있고 앵커핀(P)이 기울어지지 않고 연직방향으로 매립된 상태를 유지할 수 있으므로 현장 재현성을 대폭 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

P : 앵커핀 1 : 흙
10 : 몰드 20 : 가압판
21 : 하부판 21a : 핀홀
21b : 제1가이드홈 22 : 중간판
22a : 제1가이드돌기 22b : 제2가이드홈
23 : 상부판 23a : 핀홀
23b : 제2가이드돌기 30 : 프레스부재
40 : 연결부재

Claims (7)

1. 상부면이 개방된 통 형상으로 이루어져 내부에 흙이 채워지는 몰드와;
   상기 몰드 내에 채워진 흙의 상단부에 얹혀지게 설치되어 외부에서 가해지는 가압력에 의해 몰드 내에서 상하로 이동하면서 흙을 하측으로 가압하며, 앵커핀이 관통하는 핀홀이 상하로 관통되게 형성되어 있는 복수로 분할 가능한 가압판과;
   상기 가압판에 하측으로 가압력을 가하는 가압기와;
   상기 가압판의 핀홀을 통해 흙 속에 관입된 앵커핀을 상측으로 인장시켜 인장강도를 측정하는 인장력측정기를 포함하며,
   상기 가압판은, 상기 몰드의 내경보다 작은 직경을 가지며 중앙부에 상기 핀홀이 관통되게 형성되어 있는 원반 형태를 갖도록 되어 상기 몰드 내의 흙 위에 안착되는 하부판과, 상기 하부판의 상부에 분리 가능하게 적층되며 중앙부에 상기 핀홀이 관통되게 형성되어 있는 원반형의 상부판과, 상기 하부판과 상부판 사이에 배치되는 링 형태로 된 1개 또는 복수개의 중간판을 포함하고,
   상기 하부판의 테두리 부분 상부면에 'L'자형으로 단차진 제1가이드홈이 오목하게 형성되고, 상기 중간판의 하부면에 상기 하부판의 제1가이드홈과 대응하는 제1가이드돌기가 하측으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 따른 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 장치를 이용하여 식생매트 고정용 앵커핀을 인발 시험하는 방법으로서,
   (a) 몰드 내에 흙을 채우는 단계;
   (b) 몰드에 채워진 흙의 상단부에 시험 대상 앵커핀을 매립하는 단계;
   (c) 몰드에 채워진 흙의 상단부에 가압판을 안착시키는 단계;
   (d) 상기 가압판을 하측으로 가압하여 흙을 다지는 단계; 및
   (e) 상기 앵커핀의 상단부에 인장력측정기를 연결하고 앵커핀을 상측으로 당기면서 인장력을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 (e) 단계를 수행하기 전에 가압판 중 상부판과 중간판을 분리하여 하부판만 남겨둔 상태로 (e) 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 식생매트 고정용 앵커핀의 인발 시험 방법.

Images