KR20140091174A

KR20140091174A - 모형재하시험용 지반조성장치

Info

Publication number: KR20140091174A
Application number: KR1020130002970A
Authority: KR
Inventors: 김대홍; 이준환; 정권영; 이강렬
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2014-07-21
Also published as: KR102077982B1

Abstract

본 발명은 모형재하시험용 지반조성장치에 관한 것으로, 흙이 담기는 수용공간을 구비하여 토조 상측에 설치되며, 흙을 토조로 낙하시키는 강사조와, 망형상으로 형성되고, 강사조에서 낙하되는 흙과 부딪히며 흙을 분산시키는 강사망과, 강사조와 강사망의 높이를 조절하는 높이조절장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모형재하시험용 지반조성장치{GROUND CONSTRUCTING APPARATUS FOR MODEL LOAD TEST}

본 발명은 모형재하시험용 지반조성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 말뚝, 기초 구조물 등의 합리적인 설계를 위해 이루어지는 모형재하시험 시 사용되는 지반을 균일하게 조성하기 위한 모형재하시험용 지반조성장치에 관한 것이다.

모형재하시험(模型載荷試驗)을 수행하기 위한 지반은 토조(土槽) 전체에 균일한 밀도로 조성되어야 하고, 모형재하시험을 반복하여 수행하기 위해 동일한 조건으로 반복되게 조성될 수 있어야 한다.

기존에 모형재하시험을 위한 지반을 조성함에 있어서는, 흙(모래)을 하강시키는 강사통(降砂桶)을 토조 상측에 위치시키고 실험자의 판단에 따라 토조의 일측에서 타측으로 이동시키면서 이루어지고 있다.

관련 선행기술은 대한민국 등록특허공보 제0553175호 (2006.02.10. 등록, 발명의 명칭 : 지반개량 조성방법 및 지반개량 조성장치)에 개시되어 있다.

실험자의 판단에 따라 강사통을 이동시키면서 지반을 조성하는 기존의 지반조성방법에 의하면, 토조의 일측에 지반이 조성된 이후 그 주변의 지반이 순차적으로 조성되므로 토조의 내부 전체에 걸쳐 균일하게 지반을 조성하기 어렵다.

또한, 토조 내부에 흙이 쌓여감에 따라 강사통과 지반의 표면간 거리가, 즉 강사통에서 강사되는 흙의 낙하고(落下高)가 점차 감소하게 되므로, 토조의 하부에 형성된 지반에 비해 토조의 상부에 형성된 지반의 밀도가 낮아지게 된다.

또한, 강사통으로부터의 흙의 낙하량과 강사통의 이동 속도, 이동 경로를 실험자의 판단에 따라 조정하게 되므로, 실험자의 숙련도에 따라 지반의 균일도가 변화하게 되어 반복적인 실험 수행시 동일한 지반 조건을 재현하는데 어려움이 있다.

본 발명은 모형재하시험을 수행하기 위한 지반을 토조 내부에 균일한 밀도로 조성할 수 있으면서도, 동일한 조건으로 반복하여 조성할 수 있는 모형재하시험용 지반조성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따른 모형재하시험용 지반조성장치는, 흙이 담기는 수용공간을 구비하여 토조 상측에 설치되며, 흙을 상기 토조로 낙하시키는 강사조; 망형상으로 형성되고, 상기 강사조에서 낙하되는 흙과 부딪히며 흙을 분산시키는 강사망; 및 상기 강사조와 상기 강사망의 높이를 조절하는 높이조절장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 강사조는, 흙이 담기는 수용공간을 형성하고, 흙이 낙하되는 홀부가 등간격을 두고 형성되는 수용조; 및 상기 홀부에 대응되는 위치에 개방홀부가 형성되고, 상기 수용조 하측에서 이동되면서 상기 홀부를 개폐시키는 개폐판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 수용조는, 상기 토조에 대응되는 너비를 가지며, 상기 홀부가 관통형성되는 평판 형상의 저판부; 및 상기 저판부의 둘레에 상향 돌출되게 형성되어 상기 저판부 상측에 상기 수용공간을 형성하는 측판부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 수용조에는, 상기 개폐판을 지지하는 레일 형상의 지지부가 형성되고, 상기 개폐판은, 상기 지지부를 따라 슬라이딩 이동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 개폐판은, 상기 개방홀부가 관통형성되며, 상기 개방홀부가 상기 홀부 하측에 연통되게 위치되거나 상기 홀부와 엇갈리게 위치되도록 수평이동되는 패널부; 및 상기 패널부에 돌출되게 형성되고, 상기 수용조와 접하면서 상기 패널부의 이동을 구속하는 걸림부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 강사망은, 복수개가 상하로 배열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 강사망은, 망 형상을 가지고, 상기 강사조 하측에 설치되는 상부강사망; 및 상기 상부강사망보다 작은 체눈 크기를 가지고 상기 상부강사망 하측에 설치되는 하부강사망;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 높이조절장치는, 상기 강사조, 상기 강사망과 연결되는 연결대; 및 상기 연결대를 상하로 이동시키는 이동장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 이동장치는, 상기 토조 상측으로 연장되게 설치되는 지지대; 및 상기 지지대를 따라 상기 연결대를 상하로 이동시키는 승강장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 연결대는, 상기 강사조와 상기 강사망을 상호 연결하는 연결부재; 상기 강사조와 상기 강사망 중 적어도 일측과 연결되고, 상기 지지대를 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 강사조연결대; 및 상기 지지대와 구름접촉되는 휠부재를 구비하여 상기 강사조연결대에 연결되는 가이드접촉구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 승강장치는, 상기 토조 상측으로 연장되게 형성되는 지주와, 상기 지주에 회전가능하게 설치되는 풀리가 구비되는 풀리지지대; 일단부가 상기 지지대의 일측에서 상기 연결대와 연결되고, 중간부가 상기 풀리의 상부에 권취되면서 하향 연장되는 케이블; 및 상기 지지대의 타측에서 상기 케이블의 타단부와 연결되고, 상기 연결대를 이동시키는 구동력을 제공하는 구동장치와 연결되는 구동장치연결구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 높이조절장치는, 상기 강사조와 상기 강사망의 상하 이동을 가이드하는 가이드장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 가이드장치는, 상기 토조에 상향 연장되게 설치되는 가이드바; 상기 강사조와 상기 강사망 중 적어도 일측에 형성되고, 상기 가이드바를 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 가이드구; 및 상기 가이드바와 구름접촉되는 롤러부재를 구비하여, 상기 강사조와 상기 강사망 중 적어도 일측에 형성되는 롤러접촉구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 높이조절장치는, 상기 강사조, 상기 강사망과 반대측에서 상기 지지대에 설치되는 웨이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 강사조와 강사망을 이용해 흙을 토조의 횡단면 전반에 균일한 밀도로 분포시키면서 지반을 조성할 수 있으면서도, 높이조절장치를 이용해 강사조와 강사망을 지반과 동일한 거리(낙하고)를 유지하도록 이동시키면서 종단면 방향(상하 방향)으로도 균일한 밀도로 지반을 조성할 수 있다.

또한, 본 발명은 지반을 동일한 조건으로 반복하여 조성할 수 있어, 기존에 실험자의 판단에 의존하여 지반을 조성함에 따른 오차를 저감시켜, 동일한 지반조건을 조성하는 재현성(再現性)을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조의 사용 상태를 도시한 사용상태도이다.
도 5는 도 3의 A-A선 단면, 도 4의 B-B선 단면을 비교하여 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조와 강사망을 도시한 요부 분해사시도이다.
도 7은 도 6의 C부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 높이조절장치를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조와 강사망을 상향 이동시킨 상태를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조와 강사망을 상향 이동시킨 상태를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 이용하여 조성한 단일지반의 콘관입시험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 이용하여 조성한 다층지반의 콘관입시험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 이용하여 조성한 다른 다층지반의 콘관입시험 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조의 사용 상태를 도시한 사용상태도이다.

도 5는 도 3의 A-A선 단면, 도 4의 B-B선 단면을 비교하여 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조와 강사망을 도시한 요부 분해사시도이고, 도 7은 도 6의 C부분을 확대하여 도시한 사시도이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 높이조절장치를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조와 강사망을 상향 이동시킨 상태를 도시한 사시도이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치의 강사조와 강사망을 상향 이동시킨 상태를 다른 방향에서 도시한 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 이용하여 조성한 단일지반의 콘관입시험 결과를 나타낸 그래프이다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 이용하여 조성한 다층지반의 콘관입시험 결과를 나타낸 그래프이고, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치를 이용하여 조성한 다른 다층지반의 콘관입시험 결과를 나타낸 그래프이다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치(300)는 강사조(310), 강사망(330), 높이조절장치(350)를 포함한다.

강사조(310)는 흙이 담기는 수용공간(311a)을 구비하여 토조(10) 상측에 설치되며, 상하로 관통형성된 복수개의 홀부(311b)를 통해 흙을 토조(10)로 낙하시킨다.

강사조(310)는 토조(10)의 횡단면에 대응되는 너비로 형성되고, 복수개의 개소에 균일하게 분포된 홀부(311b)를 통해 토조(10)의 횡단면 전체에 걸쳐 동시에 균일한 양과 속도로 흙을 낙하시키게 된다.

강사망(330)은 망형상으로 형성되고, 강사조(310)에서 낙하되는 흙과 부딪히며 흙을 분산시킨다.

강사조(310)에서 토조(10)측으로 낙하 중인 흙은 강사망(330)을 이루는 철사와 부딪히며 퍼진 후, 철사 사이의 체눈을 통해 하측으로 낙하된다.

강사조(310) 내부의 흙은 강사조(310)의 전반에 균일한 분포로 형성된 홀부(311b)를 통해 낙하되다가, 상기와 같은 강사망(330)의 작용에 의해 퍼지면서 토조(10) 전반에 균일하게 낙하하게 된다.

복수개의 강사망(330)을 상하로 배열하면, 강사조(310)에서 낙하 중인 흙은 복수개(330)의 강사망을 순차적으로 통과하면서 보다 균일하게 퍼지게 된다.

본 발명의 일실시예에서 강사망(330)은 상부강사망(330A)과 하부강사망(330B)을 포함한다.

상부강사망(330A)은 하부강사망(330B)보다 큰 체눈 크기를 가지고, 하부강사망(330B) 상측에 설치된다.

하부강사망(330B)은 상부강사망(330A)보다 작은 체눈 크기를 가지고, 상부강사망(330A) 하측에 설치된다.

상부강사망(330A)과 하부강사망(330B)은, 사각형 프레임 2개를 상호 연결한 형상을 가지는 프레임부재(340)(도 6 참조)에 가장자리부가 결합되어, 수평을 이루는 일정한 형태를 유지하게 된다.

상기와 같이 서로 다른 체눈 크기를 가지는 복수개의 강사망(330)을 구비하면, 상측에 위치되는 강사망(330, 상부강사망(330A))을 통과하면서 퍼진 흙이 하측에 위치되는 강사망(330, 하부강사망(330B))을 통고하면서 다시 퍼지게 된다.

강사망(330)의 체눈의 크기는, 실험(모형재하시험 등)의 대상으로 하는 지반의 조밀도에 따라 다르게 형성된다.

조밀한(밀도가 높은) 지반을 조성하고자 할수록 체눈의 크기를 작게 형성하여 흙을 느리게 강사하고, 느슨한(밀도가 낮은) 지반을 조성하고자 할수록 체눈의 크기를 크게 형성하여 흙을 빠르게 강사한다.

강사조(310)와 강사망(330)간의 거리 또한, 실험 대상으로 지반의 조밀도에 따라 다르게 선정된다.

토조(10)에 형성되는 지반의 표면과 강사조(310)간의 거리(흙의 낙하고)가 일정한 경우, 강사조(310)와 강사망(330)간의 거리가 짧을수록 강사망(330, 하부강사망(330B))을 통과한 흙의 낙하거리가 증가하여 지반이 조밀하게 조성된다.

그리고, 강사조(310)와 강사망(330)간의 거리가 길어질수록 강사망(330, 하부강사망(330B))을 통과한 흙의 낙하거리가 짧아지며 지반이 느슨하게 조성된다.

높이조절장치(350)는 강사조(310)와 강사망(330)의 높이를 조절한다.

강사조(310)로부터의 흙의 강사(降砂)가 지속됨에 따라 토조(10) 내부에 형성되는 지반의 표면은 점차 높아지게 된다.

높이조절장치(350)를 이용해 상기와 같이 변동되는 지반의 표면의 높이에 비례하여, 도 9, 도 10에 도시된 바와 같이 강사조(310)와 강사망(330)을 상향 이동시킬 수 있다.

이에 따라, 토조(10)에 형성되는 지반의 표면과 강사조(310)간의 거리(흙의 낙하고)를 일정하게 유지하면서, 낙하고의 차이에 따른 조밀도 차이 없이 균일한 밀도로 지반을 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면 강사조(310)와 강사망(330)을 이용해 흙을 토조(10)의 횡단면 전반에 균일한 밀도로 분포시키면서 지반을 조성할 수 있으면서도, 높이조절장치(350)를 이용해 종단면 방향(상하 방향)으로도 균일한 밀도로 지반을 조성할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 강사조(310)는 수용조(311)와 개폐판(315)을 포함한다.

수용조(311)는 흙이 담기는 수용공간(311a)을 형성하고, 흙을 수용공간(311a) 외부로 하향 낙하시키는 홀부(311b)가 등간격을 두고 관통되게 형성된다.

개폐판(315)은 홀부(311b)에 대응되는 위치에 개방홀부(315a)를 구비하여 수용조(311) 하측에 설치되고, 수평방향으로 이동되면서 홀부(311b)를 개폐시킨다.

개폐판(315)이 도 3에 도시된 바와 같이 이동된 상태에서는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 개방홀부(315a)가 홀부(311b)와 엇갈리게 위치하게 되어, 홀부(311b)를 폐쇄시키게 된다.

개폐판(315)이 도 4에 도시된 바와 같이 이동된 상태에서는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 개방홀부(315a)가 홀부(311b) 하측에 위치하게 되어, 홀부(311b)를 개방시키게 된다.

도 3, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같은 상태에서 수용조(311)에 담긴 흙은 홀부(311b)를 통해 토조(10)측으로 낙하되고, 도 4, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같은 상태에서는 수용조(311) 외부로의 흙의 낙하가 방지된다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 수용조(311)는 저판부(312), 측판부(313), 지지부(314)를 포함한다.

저판부(312)는 토조(10)에 대응되는 너비를 가지는 평판 형상의 패널 부재로 이루어지고, 복수개의 홀부(311b)가 상하로 관통형성된다.

측판부(313)는 저판부(312)의 둘레에 상향 돌출되게 형성되어 저판부(312) 상측에 수용공간(311a)을 형성한다.

수용공간(311a) 내부에 담겨지는 흙은 측판부(313)에 의해 지지되어, 저판부(312)의 가장자리를 통한 유출이 방지될 수 있고, 저판부(312) 전반에 동일한 깊이로 담겨질 수 있다.

도 6, 도 7을 참조하면, 지지부(314)는 개폐판(315)을 지지하는 레일 형상을 가지고, 저판부(312) 또는 측판부(313)의 하부에 연결된다.

개폐판(315)은 양측 가장자리부가 지지부(314)에 받쳐진 상태로 지지부(314)를 따라 도 5의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 슬라이딩 이동된다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 개폐판(315)은 패널부(316)와 걸림부(317)를 포함한다.

패널부(316)는 평판형 패널 형상을 가지고, 수용조(311)의 하부에 형성된 지지부(314)에 안착되게 설치되며, 홀부(311b)가 형성된 저판부(312)의 저면과 접한다.

패널부(316)에는 복수개의 개방홀부(315a)가 관통형성되며, 패널부(316)의 수평방향 이동에 의해 개방홀부(315a)는 도 5의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 홀부(311b) 하측에 연통되게 위치되거나 홀부(311b)와 엇갈리게 위치된다.

걸림부(317)는 패널부(316)에 돌출되게 형성되고, 수용조(311)와 접하면서 패널부(316)의 이동을 구속한다.

본 발명의 일실시예에서 걸림부(317)는 도 3에 도시된 바와 같이 패널부(316)를 수용조(311)측으로 이동시킨 상태에서 수용조(311)의 일측면과 접하도록 형성되어, 개폐판(315)의 수용조(311)측 이동을 구속한다.

걸림부(317)가 수용조(311)와 접할 때까지 패널부(316)를 수용조(311)측으로 밀어넣음으로써, 개폐판(315)을 도 5의 (a)에 도시된 바와 같은 홀부(311b) 폐쇄 위치에 일정하게 위치시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 걸림부(317)는 패널부(316)의 일측에만 형성된 구조를 가지나, 패널부(316)의 양측에 형성될 수도 있다.

걸림부(317)를 패널부(316)의 양측에 형성하면, 도 4에 도시된 바와 같이 패널부(316)를 수용조(311) 외측으로 이동시킨 상태에서도 걸림부(317)가 수용조(311)의 타측면과 접하게 된다.

이에 따라, 걸림부(317)가 수용조(311)와 접할 때까지 패널부(316)를 수용조(311) 외측으로 인출시킴으로써, 개폐판(315)을 도 5의 (b)에 도시된 바와 같은 홀부(311b) 개방 위치에 일정하게 위치시킬 수 있다.

걸림부(317)를 패널부(316)의 상부와 하부에 형성하면, 개폐판(315)의 상면과 저면을 서로 바꾸어 설치하는 것이 가능하다.

또한, 패널부(316)의 상부에 형성된 걸림부(317)는 상기와 같은 스토퍼의 기능을 구현하도록 하고, 패널부(316)의 하부에 형성된 걸림부(317)는 개폐판(315)을 이동시키는 동력전달장치와의 연결부로 이용할 수도 있다.

도 1, 도 2, 도 7, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 높이조절장치(350)는 연결대(351), 이동장치(353), 가이드장치(355), 웨이트(357)를 포함한다.

연결대(351)는 강사조(310), 강사망(330)과 연결된다.

이동장치(353)는 연결대(351)를 상하로 이동시킨다.

가이드장치(355)는 강사조(310)와 강사망(330)의 상하 이동을 가이드한다.

웨이트(357)는 중량을 가지고, 강사조(310), 강사망(330)과 반대측에서 이동장치(353)의 지지대(353a)에 설치된다.

웨이트(357)는 지지대(353a)의 일측에 설치된 강사조(310)와 강사망(330), 강사조(310)에 담긴 흙의 자중으로 인해 일측으로 편향되게 하중이 작용하는 것을 보완한다.

도 1, 도 2, 도 6, 도 8을 참조하면, 연결대(351)는 연결부재(351a), 강사조연결대(351b), 가이드접촉구(351c)를 포함한다.

도 1, 도 2, 도 6을 참조하면, 연결부재(351a)는 상하로 연장된 형상을 가지고 복수개의 개소에서 강사조(310)와 강사망(330)에 연결된다.

강사조(310)와 강사망(330)은 연결부재(351a)에 의해 상호 연결되며, 상하로 연장된 형상을 가지는 연결부재(351a)상에 연결되는 상하 위치에 따라 상호간의 이격거리가 결정된다.

강사조연결대(351b)는 강사조(310)와 강사망(330) 중 적어도 일측과 연결되고, 지지대(353a)를 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치된다.

본 발명의 일실시예에서 강사조연결대(351b)는 강사조(310)와 연결된 구조를 가진다.

강사조(310)와 강사망(330)이 연결부재(351a)에 의해 상호 연결된 상태를 유지함에 따라, 강사조(310)와 연결된 강사조연결대(351b)를 이동시키면 강사조(310)와 강사망(330)이 함께 동일 변위로 이동하게 된다.

도 8을 참조하면, 가이드접촉구(351c)는 지지대(353a)와 구름접촉되는 휠부재(351d)를 구비하여 강사조연결대(351b)에 연결된다.

강사조연결대(351b)는 가이드접촉구(351c)에 의해 지지대(353a)와 구름 접촉된 상태로, 승강장치(353b)의 작동에 연동하여 지지대(353a)를 따라 원활하게 상하로 이동될 수 있다.

도 8을 참조하면, 이동장치(353)는 지지대(353a), 승강장치(353b)를 포함한다.

지지대(353a)는 강사조(310)와 강사망(330)이 위치되는 토조(10) 상측으로 연장되게 설치되며, 한 쌍이 이격간격을 두고 나란하게 배치된다.

승강장치(353b)는 직립되게 설치되는 지지대(353a)를 따라 연결대(351)를 상하로 이동시키면서, 강사조(310)와 강사망(330)을 연결대(351)와 동일한 변위로 이동시킨다.

본 발명의 일실시예에 따른 승강장치(353b)는 풀리지지대(353c), 케이블(353f), 구동장치연결구(353g)를 포함한다.

풀리지지대(353c)는 한 쌍의 지지대(353a) 사이에서 토조(10) 상측으로 연장되게 형성되는 지주(353d)와, 지주(353d)의 상부에 회전가능하게 설치되는 풀리(353e)를 포함한다.

케이블(353f)의 일단부는 토조(10)와 강사조(310), 강사망(330)이 위치되는 지지대(353a)의 일측에서 연결대(351)와 연결되고, 중간부는 풀리(353e)의 상부에 권취되면서 지지대(353a)의 타측으로 하향 연장된다.

케이블(353f)의 타단부는 지지대(353a)의 타측에서 구동장치연결구(353g)와 연결된다.

구동장치연결구(353g)는 지지대(353a)의 타측에서 케이블(353f)의 타단부와 연결되고, 연결대(351)를 이동시키는 구동력을 제공하는 구동장치(353h)(도 2 참조)(예를 들어, 모터 등)와 연결된다.

구동장치연결구(353g)는 양단부가 한 쌍의 지지대(353a)에 접하도록 수평방향으로 연장되게 형성된다.

구동장치연결구(353g)의 양단부는 지지대(353a)측으로 최대로 이동된 상태에서 한 쌍의 지지대(353a)에 걸린 상태가 되므로, 케이블(353f)의 일단부에 작용하는 가압력에 의해 케이블(353f)의 타단부가 일측으로 이동되는 것을 구속한다.

도 1, 도 2, 도 7을 참조하면, 가이드장치(355)는 가이드바(355a), 가이드구(355b), 롤러접촉구(355c)를 포함한다.

가이드바(355a)는 직립된 막대 형상을 가지고, 토조(10)에 상향 연장되게 설치된다.

가이드바(355a)의 하부는 토조(10)에 고정설치되고, 가이드바(355a)의 상부는 강사조(310) 상측으로 연장된다.

가이드구(355b)는 강사조(310)와 강사망(330) 중 적어도 일측에 형성되고, 가이드바(355a)를 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치된다.

본 발명의 일실시예에서 가이드구(355b)는 강사조(310)에 형성되며, 가이드바(355a)의 단면 형상에 대응되는 관통홀부가 형성된 링 형상을 가지고, 가이드바(355a)의 둘레에 끼워져 결합된 구조를 가진다.

롤러접촉구(355c)는 가이드바(355a)와 구름접촉되는 롤러부재(355d)를 구비하여, 강사조(310)와 강사망(330) 중 적어도 일측에 형성된다.

본 발명의 일실시예에서 롤러접촉구(355c)는 가이드구(355b) 상측에서 강사조(310)에 형성된다.

롤러부재(355d)는 축방향 양단부가 중간부에 비해 확장된 직경을 가지도록 형성되어, 양단부와 중간부를 포함하는 복수개의 개소에서 원형 또는 사각형 단면 형상을 가지는 가이드바(355a)의 외면부에 안정되게 접한 상태로 구름 운동될 수 있다.

강사조(310)와 강사망(330)은 가이드구(355b)에 의해 가이드바(355a)에 결속된 상태를 안정되게 유지하면서, 롤러접촉구(355c)에 의해 가이드바(355a)와 구름접촉된 상태로 가이드바(355a)를 따라 상하로 원활하게 이동될 수 있다.

도 11은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치(300)로 조성한 단일지반(조밀도(D_R)가 일정한 지반)을 콘관입시험(Cone Penetration Test)한 결과를 나타낸 것이다.

콘관입시험은 원추형의 콘(Cone)을 지중에 관입시켜 관입심도와 관입저항을 측정하여 깊이방향의 토층성상과 콘(Cone) 지수를 알아내는 정적압입시험을 지칭한다.

콘관입시험은 지반의 상태를 조사하기 위한 시험으로, 콘관입시험에서 구한 콘지수는 지반과 말뚝의 지지력, 건설장비의 트레피커빌리티(Trafficability) 등을 판단하는 척도로 활용한다.

지반이 일정한 조밀도(D_R)로 조성된 경우, 지반의 표면으로부터의 깊이(Depth)에 비례하여 콘관입시험에 의해 측정된 콘저항치(q_c)가 증가하고, 조밀도(D_R)가 클수록 콘저항치(q_c)의 증가율이 커지게 된다.

도 11에 도시된 그래프로부터, 콘저항치(qc)가 깊이에 비례하여 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 그 증가율이 조밀도(D_R)가 큰 지반일수록 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.

이는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치(300)로 조성한 지반이 깊이방향으로 균일한 조밀도(D_R)를 가지는 것을 의미하는 것으로, 모형재하시험용 지반조성장치(300)로 조성한 단일지반의 신뢰성을 확인할 수 있다.

도 12, 도 13은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 모형재하시험용 지반조성장치(300)로 조성한 다층지반(깊이에 따라 조밀도(D_R)가 다른 지반)을 콘관입시험한 결과를 나타낸 것이다.

도 12에 도시된 그래프는, 조밀도(D_R)가 52%인 지반(M)과, 조밀도(D_R)가 92%인 지반(D)을 교대로 조성한 것을, 조밀도(D_R)가 52%인 지반(M)으로만 조성한 것과 비교하여 도시한 것이다.

도 13에 도시된 그래프는, 조밀도(D_R)가 52%인 지반(M)과, 조밀도(D_R)가 92%인 지반(D)을 교대로 조성한 것을, 조밀도(D_R)가 92%인 지반(D)으로만 조성한 것과 비교하여 도시한 것이다.

도 12, 도 13에 표기된 MDM, DMD는 상측에 위치되는 지반층부터 순차적으로 나타낸 것으로, MDM은 조밀도(D_R)가 52%인 지반(M)이 최상측에 위치되는 것을 의미하고, DMD는 조밀도(D_R)가 92%인 지반(D)가 최상측에 위치되는 것을 의미한다.

도 12, 도 13에 도시된 그래프로부터, 콘저항치(q_c)가 지반의 조밀도(D_R)에 따라 명확하게 변화되는 것을 확인할 수 있다.

이는 서로 다른 조밀도(D_R)의 지반이 뚜렷하게 구분된 형태로 다층형성된 것을 의미하는 것으로, 본 발명에 따른 모형재하시험용 지반조성장치(300)로 조성한 다층지반의 신뢰성을 확인할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 토조 300 : 모형재하시험용 지반조성장치
310 : 강사조 311 : 수용조
311a : 수용공간 311b : 홀부
312 : 저판부 313 : 측판부
314 : 지지부 315 : 개폐판
315a : 개방홀부 316 : 패널부
317 : 걸림부 330 : 강사망
330A : 상부강사망 330B : 하부강사망
350 : 높이조절장치 351 : 연결대
351a : 연결부재 351b : 강사조연결대
351c : 가이드접촉구 351d : 휠부재
353 : 이동장치 353a : 지지대
353b : 승강장치 353c : 풀리지지대
353d : 지주 353e : 풀리
353f : 케이블 353g : 구동장치연결구
353h : 구동장치 355 : 가이드장치
355a : 가이드바 355b : 가이드구
355c : 롤러접촉구 355d : 롤러부재
357 : 웨이트

Claims

흙이 담기는 수용공간을 구비하여 토조 상측에 설치되며, 흙을 상기 토조로 낙하시키는 강사조;
망형상으로 형성되고, 상기 강사조에서 낙하되는 흙과 부딪히며 흙을 분산시키는 강사망; 및
상기 강사조와 상기 강사망의 높이를 조절하는 높이조절장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제1항에 있어서,
상기 강사조는,
상기 수용공간을 형성하고, 흙이 낙하되는 홀부가 등간격을 두고 형성되는 수용조; 및
상기 홀부에 대응되는 위치에 개방홀부가 형성되고, 상기 수용조 하측에서 이동되면서 상기 홀부를 개폐시키는 개폐판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제2항에 있어서,
상기 수용조는,
상기 토조에 대응되는 너비를 가지며, 상기 홀부가 관통형성되는 평판 형상의 저판부; 및
상기 저판부의 둘레에 상향 돌출되게 형성되어 상기 저판부 상측에 상기 수용공간을 형성하는 측판부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제2항에 있어서,
상기 수용조에는, 상기 개폐판을 지지하는 레일 형상의 지지부가 형성되고,
상기 개폐판은, 상기 지지부를 따라 슬라이딩 이동되는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개폐판은,
상기 개방홀부가 관통형성되며, 상기 개방홀부가 상기 홀부 하측에 연통되게 위치되거나 상기 홀부와 엇갈리게 위치되도록 수평이동되는 패널부; 및
상기 패널부에 돌출되게 형성되고, 상기 수용조와 접하면서 상기 패널부의 이동을 구속하는 걸림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제1항에 있어서,
상기 강사망은, 복수개가 상하로 배열되는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제1항에 있어서,
상기 강사망은,
망 형상을 가지고, 상기 강사조 하측에 설치되는 상부강사망; 및
상기 상부강사망보다 작은 체눈 크기를 가지고 상기 상부강사망 하측에 설치되는 하부강사망;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제1항에 있어서,
상기 높이조절장치는,
상기 강사조, 상기 강사망과 연결되는 연결대; 및
상기 연결대를 상하로 이동시키는 이동장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제8항에 있어서,
상기 이동장치는,
상기 토조 상측으로 연장되게 설치되는 지지대; 및
상기 지지대를 따라 상기 연결대를 상하로 이동시키는 승강장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제9항에 있어서,
상기 연결대는,
상기 강사조와 상기 강사망을 상호 연결하는 연결부재;
상기 강사조와 상기 강사망 중 적어도 일측과 연결되고, 상기 지지대를 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 강사조연결대; 및
상기 지지대와 구름접촉되는 휠부재를 구비하여 상기 강사조연결대에 연결되는 가이드접촉구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제9항에 있어서,
상기 승강장치는,
상기 토조 상측으로 연장되게 형성되는 지주와, 상기 지주에 회전가능하게 설치되는 풀리가 구비되는 풀리지지대;
일단부가 상기 지지대의 일측에서 상기 연결대와 연결되고, 중간부가 상기 풀리의 상부에 권취되면서 하향 연장되는 케이블; 및
상기 지지대의 타측에서 상기 케이블의 타단부와 연결되고, 상기 연결대를 이동시키는 구동력을 제공하는 구동장치와 연결되는 구동장치연결구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제8항에 있어서,
상기 높이조절장치는,
상기 강사조와 상기 강사망의 상하 이동을 가이드하는 가이드장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제12항에 있어서,
상기 가이드장치는,
상기 토조에 상향 연장되게 설치되는 가이드바;
상기 강사조와 상기 강사망 중 적어도 일측에 형성되고, 상기 가이드바를 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 가이드구; 및
상기 가이드바와 구름접촉되는 롤러부재를 구비하여, 상기 강사조와 상기 강사망 중 적어도 일측에 형성되는 롤러접촉구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.
제8항에 있어서,
상기 높이조절장치는,
상기 강사조, 상기 강사망과 반대측에서 상기 지지대에 설치되는 웨이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형재하시험용 지반조성장치.