KR20200000535A - 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법 - Google Patents

철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200000535A
KR20200000535A KR1020180072485A KR20180072485A KR20200000535A KR 20200000535 A KR20200000535 A KR 20200000535A KR 1020180072485 A KR1020180072485 A KR 1020180072485A KR 20180072485 A KR20180072485 A KR 20180072485A KR 20200000535 A KR20200000535 A KR 20200000535A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compaction
elastic modulus
water content
layer
compacted
Prior art date
Application number
KR1020180072485A
Other languages
English (en)
Inventor
임유진
Original Assignee
배재대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 배재대학교 산학협력단 filed Critical 배재대학교 산학협력단
Priority to KR1020180072485A priority Critical patent/KR20200000535A/ko
Publication of KR20200000535A publication Critical patent/KR20200000535A/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G01N3/303Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated only by free-falling weight
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014Type of force applied
    • G01N2203/0016Tensile or compressive
    • G01N2203/0019Compressive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템은, 현장 다짐층의 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께를 측정하는 다짐토 데이터 측정 장치; 및 상기 다짐토 데이터 측정 장치로부터 상기 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께에 관한 데이터를 전달 받아, 현장 다짐층에 대한 탄성계수의 연속된 분포 상태 또는 변화 상태를 산출하는 다짐토 데이터 처리 장치;를 포함하여, 다짐도 관리 대상 현장에 대해서 탄성계수의 연속적인 분포 상태 또는 변화 상태를 보여줄 수 있기 때문에 작업자는 다짐 품질의 양호 내지 불량 여부를 현장에서 바로 시각적으로 판단할 수 있다.

Description

철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법{MONITORING SYSTEM AND METHOD FOR STIFFNESS OF TRACK FOUNDATION SOIL}
본 발명은 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함수비와 탄성계수의 관계를 이용하여 다짐층의 탄성계수를 정확하게 산출하여 관리할 수 있는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.
복수의 층으로 이루어진 철도 흙노반을 성토할 때, 성토된 지반이 차량 재하중 또는 다른 외부 환경 요인에 의해 과도한 침하가 일어나지 않도록 각 층별로 다짐이 행해진다.
각 층에 대한 다짐 작업을 수행한 후에는, 다짐 작업이 충분하게 이루어졌는지 판단하는 다짐 품질관리가 필요하다. 이러한 품질관리는 철도궤도구조물의 안정성과 같이 후속 공정에 영향을 미칠 수 있는 중요한 것이다.
지반의 다짐 품질관리에 있어서 다짐도 또는 현장건조밀도(들밀도)를 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 정확한 현장의 다짐도를 구하기 위한 대표적인 시험의 하나로서 모래치환법, 고무막법, 액체 치환법, 방사능 밀도시험기를 이용한 측정법 등이 있다. 이 중에서 가장 많이 사용되는 방법은 모래치환법이다.
모래치환법을 이용한 흙의 단위 중량 시험방법의 표준 규격은 KS F 2311에 명시되어 있다. 모래치환법은 시험 장소의 지표면을 평평하게 고른 후에 밑판을 밀착시키고, 밑판의 구멍 내측의 흙을 파내어 흙의 무게를 측정하고, 흙을 파내어 형성된 시험구멍에 모래를 채워 넣는 단계로 이루어진다. 하지만, 모래치환법은 상기와 같이 한 개소에 대해서 많은 실험절차를 거쳐야 하며, 시험자의 숙련도나 주변환경의 영향을 받는 문제점이 있다. 즉, 시험구멍에 모래가 자유 낙하될 때에는 진동이나 충격을 받으면 모래가 조밀하게 쌓이므로 밀도가 커져서 시험결과에 영향을 미치게 되며, 시험자가 숙련되지 못하여 시험구멍에 모래가 골고루 채워지지 못하는 경우에도 시험결과에 영향을 미치게 되어 많은 오차가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 다짐이 이루어진 표면의 일부를 손상시켜야 하는 문제점도 있다.
또 하나의 대표적인 시험방법으로서 현재 철도노반의 다짐도 품질관리에 적용되고 있는 반복평판재하시험 또한 반력하중 확보를 위한 상차된 중차량의 도입이 필요하고, 시험기간이 오래 걸리며, 시험자의 숙련도와 사용장비에 따른 결과의 일관성이 떨어져, 품질관리가 매우 중요한 고속 철도 노반의 다짐강성 확인을 위한 시험방법으로는 비효율적이라는 문제점이 있다.
뿐만 아니, 상기와 같은 시험은 한 다짐공정구간에서 대표적인 한 지점에서만 실시하여 전 구간에 대한 대표성이 떨어지며 다수 시험을 실시할 경우 많은 시험시간과 시험비용이 소요된다는 문제점이 있다.
또한, 현장들밀도시험은 실체적인 다짐된 흙의 다짐강성을 확인할 수 없고 상대적인 다짐정도만 구하는 것이며, 반복평판재하시험은 현장 흙의 함수비 변화를 고려한 실체적인 다짐강성을 측정하지 않기 때문에 정확한 다짐강성을 측정하지 못한다는 한계도 있다.
본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.
한국등록특허공보 제10-0643055호(2006.11.10.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 동평판재하시험기(LWD)를 이용하여 다짐층의 함수비, 다짐두께 또는 탄성계수를 종합적으로 측정할 수 있는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 다짐도 관리 대상 현장에 대해서 노반탄성계수의 연속적인 분포 상태 또는 변화 상태를 보여줄 수 있는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 다짐 관리 또는 측정 후에 다짐강성 관리 대상 현장을 복구하는 등의 후속 작업이 필요하지 않는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 다짐강성 부족으로 다짐 작업을 다시 해야 하는 지점을 현장에서 시각적으로 제시할 수 있는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 다짐 작업 현장에서 다짐된 흙의 함수비를 바로 측정하고 함수비를 다짐강성 평가에 반영할 수 있는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템은, 현장 다짐층의 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께를 측정하는 다짐토 데이터 측정 장치; 및 상기 다짐토 데이터 측정 장치로부터 상기 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께에 관한 데이터를 전달 받아, 현장 다짐층에 대한 탄성계수의 연속된 분포 상태 또는 변화 상태를 산출하는 다짐토 데이터 처리 장치;를 포함할 수 있다.
상기 다짐토 데이터 측정 장치는, 소정의 길이를 가지는 가이드 로드; 상기 가이드 로드의 하단에 마련되는 재하판; 상기 가이드 로드를 따라 상기 재하판에 하중을 가하는 낙하추; 상기 재하판에 마련되는 함수비 측정부; 및 상기 함수비 측정부의 사이에 위치하도록 상기 재하판에 마련되는 다짐두께 측정부;를 포함할 수 있다.
상기 함수비 측정부는 현장 다짐층의 다짐토에 존재하는 수분량을 측정하며 상기 재하판의 지름 상 양단에 위치하며, 상기 다짐두께 측정부는 현장 다짐층 중 상부 한 층의 다짐두께를 측정하며 상기 재하판의 지름 상 양단에 위치할 수 있다.
상기 다짐토 데이터 처리 장치는, 상기 다짐토 데이터 측정 장치로부터 상기 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께에 관한 데이터를 전달 받고, 상기 함수비와 기 저장된 최적함수비를 이용하여 상기 탄성계수를 보정한 함수비 반영 탄성계수를 산출할 수 있다.
상기 다짐토 데이터 측정 장치는 현장 다짐층의 다수개 지점에 대해서 데이터를 측정하고, 상기 다짐토 데이터 처리 장치는 현장 다짐층의 다수개 지점에서 측정된 데이터를 처리하되, 현장 다짐층의 다수개 지점에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수를 이용하여 현장 다짐층에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수의 연속된 분포 상태를 보여주는 탄성계수 컨투어를 생성할 수 있다.
상기 다짐토 데이터 처리 장치는 현장 다짐층의 다수개 지점에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수에 보간법(interpolation)을 적용하여 탄성계수 컨투어를 생성할 수 있다.
상기 다짐토 데이터 처리 장치는 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 한 층의 다짐두께를 이용하여 상기 함수비 반영 탄성계수 또는 상기 탄성계수 컨투어를 보정할 수 있다.
한편, 발명의 다른 분야에 의하면, 본 발명은 상기 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템을 이용하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법에 있어서, 현장 다짐층의 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께를 측정하는 단계; 현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 오는 단계; 현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비와 현장 다짐층에서 측정된 함수비를 이용하여 현장 다짐층의 함수비 반영 탄성계수를 구하는 단계; 현장 다짐층에 대해서 함수비 반영 탄성계수의 컨투어를 생성하는 단계; 현장 다짐층에 대해서 측정한 다짐두께를 이용하여 함수비 반영 탄성계수를 보정하는 단계; 및 현장 다짐층에 대해서 보정된 함수비 반영 탄성계수의 컨투어를 생성하는 단계;를 포함하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법을 제공할 수 있다.
상기 현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 오는 단계에서는, 상기 다짐토 데이터 처리 장치의 데이터 저장부에서 저장되어 있는 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 올 수 있다.
상기 현장 다짐층에 대해서 측정한 다짐두께를 이용하여 함수비 반영 탄성계수를 보정하는 단계에서는, 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 한 층의 다짐두께 내의 다짐토만을 대상으로 하는 함수비 반영 탄성계수를 구할 수 있다.
본 발명에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법은 함수비 측정센서와 다짐두께 측정센서가 재하판에 형성된 동평판재하시험기를 이용하기 때문에 작업자가 휴대하기 편리하고 신속하고 쉽게 해당 현장으로 이동할 수 있다.
본 발명에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법은 다짐도 관리 대상 현장에 대해서 탄성계수의 연속적인 분포 상태 또는 변화 상태를 보여줄 수 있기 때문에 작업자는 다짐 품질의 양호 내지 불량 여부를 현장에서 바로 시각적으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법은 현장들밀도 시험 또는 모래치환법과 달리 측정 개소의 흙을 파내지 않기 때문에 다짐도 관리 또는 측정 후에 다짐도 관리 대상 현장을 복구하는 등의 후속 작업이 필요하지 않다.
본 발명에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법은 다짐층의 두께를 고려하여 다짐층의 탄성계수를 산출하기 때문에 얻어진 다짐도 결과의 정확성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법은 다짐 작업 현장에서 다짐토의 함수비를 바로 측정하고 측정된 함수비를 이용하여 다짐도를 평가하거나 관리할 수 있기 때문에 보다 정확하게 다짐도를 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 시스템의 다짐토 데이터 측정 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 다짐토 데이터 측정 장치의 재하판을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2에 따른 다짐토 데이터 측정 장치를 이용하여 함수비 및 다짐두께를 측정하는 일례를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템이 사용되는 현장에 있어서 함수비에 따른 다짐층의 최대 건조단위중량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템에 적용되는 다짐층의 함수비와 탄성계수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템에서 생성되는 탄성계수 컨투어를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템에서 다짐두께를 이용하여 다짐층의 탄성계수를 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 도 1에 따른 시스템의 다짐토 데이터 측정 장치를 도시한 도면, 도 3은 도 2에 따른 다짐토 데이터 측정 장치의 재하판을 도시한 평면도, 도 4는 도 2에 따른 다짐토 데이터 측정 장치를 이용하여 함수비 및 다짐두께를 측정하는 일례를 보여주는 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템이 사용되는 현장에 있어서 함수비에 따른 다짐층의 최대 건조단위중량을 나타내는 그래프, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템에 적용되는 다짐층의 함수비와 탄성계수의 관계를 나타내는 그래프, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템에서 생성되는 탄성계수 컨투어를 예시적으로 도시한 도면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템에서 다짐두께를 이용하여 다짐층의 탄성계수를 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100, 이하 "분석 시스템"이라 함)은 다짐토 데이터 측정 장치(110) 및 다짐토 데이터 측정 장치(110)에서 측정한 각종 다짐토 데이터를 이용하여 다짐토의 탄성계수 등을 산출하는 다짐토 데이터 관리 장치(170)를 포함할 수 있다.
다짐토 데이터 측정 장치(110)는 현장 다짐층의 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께를 측정할 수 있고, 다짐토 데이터 관리 장치(170)는 다짐토 데이터 측정 장치(110)로부터 상기 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께에 관한 데이터를 전달 받아, 현장 다짐층에 대한 탄성계수의 연속된 분포 상태 또는 변화 상태를 산출하는 다짐토 데이터 처리 장치(170);를 포함할 수 있다.
다짐토 데이터 측정 장치(110)는 다짐 품질 또는 다짐 강성 관리의 대상이 되는 다짐층의 함수비를 측정하는 함수비 측정부(130), 다짐층의 1층 다짐두께(깊이)를 측정하는 다짐두께 측정부(140) 및 다짐층의 탄성계수를 측정하는 탄성계수 측정부(150)를 포함할 수 있다.
측정되거나 구해진 탄성계수, 함수비 및/또는 다짐두께에 관한 데이터는 데이터 획득부(160)로 보내질 수 있다. 여기서, 데이터 획득부(160)는 다짐토 데이터 측정 장치(110)에 마련되거나 다짐토 데이터 관리 장치(170)에 마련될 수 있다. 도 1에는 데이터 획득부(160)가 다짐토 데이터 측정 장치(110)에 형성된 분석 시스템(100)이 예시적으로 도시되어 있다.
한편, 다짐토 데이터 관리 장치(170)는 데이터 획득부(160)로부터 탄성계수, 함수비 및/또는 다짐두께에 관한 데이터를 전달 받는 데이터 수신부(172)를 포함할 수 있다. 데이터 수신부(172)는 데이터 획득부(160)와 유선 또는 무선으로 데이터를 주고 받도록 연결될 수 있다.
다짐토 데이터 관리 장치(170)는 데이터 저장부(174)를 포함할 수 있다. 데이터 저장부(174)는 다짐토 데이터 측정 장치(110)에서 측정한 데이터와 별도의 다짐토 데이터가 저장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시스템(100)은 다짐토의 토질 또는 조성을 이미 알고 있는 현장의 다짐도를 관리하거나 분석하는 것이 바람직하다. 데이터 저장부(174)에는 측정 대상 현장 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량, 최적탄성계수를 포함하는 다짐토 데이터가 미리 저장될 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시스템이 사용되는 현장에 있어서 함수비에 따른 다짐층의 최대 건조단위중량을 나타내는 그래프가 도시되어 있다.
동일한 조건의 다짐될 흙에 대해 함수비를 변화시키면서 다짐을 행하는 경우, 각각의 함수비에서 건조단위중량이 최대가 되는 점이 존재하게 된다. 예를 들어, 동일한 함수비에서도 다짐을 어느 정도로 했느냐에 따라 건조단위중량이 달라지는데, 해당 함수비에서 측정된 건조단위중량의 값에서 최대가 되는 점을 도시한 것이 도 5의 그래프이다. 도 5의 그래프에서 가로축은 함수비, 세로축은 건조단위중량이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 함수비에서 건조단위중량이 최대가 되는 점 중에서 가장 큰 건조단위중량의 값 즉, 건조단위중량이 최대가 되는 점이 존재한다. 즉, 도 5에서 가장 큰 건조단위중량 값을 보이는 점(건조단위중량이 최대가 될 때)에서의 함수비를 "최적함수비(ωopt)"라고 하며, 최적함수비(ωopt)에서 얻어지는 건조단위중량을 "최대건조단위중량(γdmax)"이라고 한다.
최대 건조단위중량의 측정은 일반적으로 현장에서 흙을 이용하여 시료를 만드는 단계, 시료화된 흙에 함수비를 달리하여 다짐을 실시하는 단계, 및 함수비에 따른 건조단위중량의 관계를 구하는 단계를 거치는 다짐 시험을 통해 이루어진다.
시험을 통해 최대 건조단위중량이 구해지면, 현장에서는 다짐 작업이 행해진다. 다짐 작업이 행해진 현장 지반의 건조단위중량을 측정("현장의 건조단위중량")하여, 시험을 통해 구해진 최대 건조단위중량("다짐시험으로 구한 최대건조단위중량")을 비교하면, 현장에서 다짐 작업을 수행한 지반의 상대다짐도를 구할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시스템(100)의 데이터 저장부(174)에는 도 5의 그래프에 근거하여, 측정 대상 현장 다짐토에 대한 함수비, 최적함수비, 건조단위중량, 최대건조단위중량, 최적탄성계수를 포함하는 다짐토 데이터가 미리 저장될 수 있다. 데이터 저장부(174)에 저장된 다짐토 데이터는 다짐토 데이터 측정 장치(110)에서 측정된 다짐토의 탄성계수를 보정하는데 사용될 수 있다.
여기서, 다짐토(다짐층)의 탄성계수는 다짐토 데이터 측정 장치(110)에서 측정될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시스템(100)은 다짐토의 함수비와 탄성계수의 관계를 이용하여 보다 정확하게 다짐층의 탄성계수를 얻을 수 있다. 도 6에는 함수비와 탄성계수의 관계를 나타내는 그래프가 도시되어 있다.
도 6의 그래프에서 가로축은 최적함수비(ωopt)에 대한 측정함수비(ω)의 차이(Δω(=ω-ωopt))이고, 세로축은 다짐층의 탄성계수(E)를 나타낸다. 여기서, ω는 다짐토 데이터 측정 장치(110)에서 측정한 현장 다짐층의 함수비이고, ωopt는 현장 다짐층의 다짐토에 대해서 도 5의 그래프를 적용하여 구한 최적함수비이다.
만약, 측정함수비(ω)가 최적함수비 값을 가지는 경우에 Δω는 O이 되고 이때의 탄성계수는 최적탄성계수(Eopt)가 된다. 측정함수비(ω)가 최적함수비를 가지는 경우 도 5의 그래프에 의하면 다짐토는 최대건조단위중량을 가지게 되고, 최대건조단위중량을 가지는 다짐토는 최적탄성계수(Eopt)를 가지게 된다.
최적함수비(ωopt)를 가지는 다짐토에 수분함량이 조금 추가되면 다짐토가 질퍽하게 되면서 탄성계수가 최적탄성계수 보다 작아지게 된다(도 6에서 Δω1 및 E1 참고). 또한, 최적함수비(ωopt)를 가지는 다짐토가 조금 더 건조되면 다짐토가 딱딱하게 되면서 탄성계수가 최적탄성계수 보다 커지게 된다(도 6에서 Δω2 및 E2 참고).
본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시스템(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 현장의 함수비를 고려하여 현장에서 측정된 탄성계수를 보정함으로써 보다 정확한 탄성계수를 얻을 수 있다. 이하에서, 함수비를 고려한 탄성계수를 "함수비 반영 탄성계수"라고 한다.
한편, 도 2에는 다짐토 데이터 측정 장치(110)의 일례가 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시스템(100)의 다짐토 데이터 측정 장치(110)는 동평판재하시험기(LWD)를 기반으로 하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다짐토 데이터 측정 장치(110)는, 소정의 길이를 가지는 가이드 로드(113), 상기 가이드 로드(113)의 하단에 마련되는 재하판(121), 상기 가이드 로드(113)를 따라 상기 재하판(121)에 하중을 가하는 낙하추(115), 상기 재하판(121)에 마련되는 함수비 측정부(130) 및 상기 함수비 측정부(130)의 사이에 위치하도록 상기 재하판(121)에 마련되는 다짐두께 측정부(140)를 포함할 수 있다.
가이드 로드(113)의 상단에는 손잡이(111)가 마련되고, 손잡이(111)의 아래에는 낙하추 걸쇠(112)가 마련될 수 있다. 낙하추 걸쇠(112)는 가이드 로드(113)의 상부 쪽에 낙하추(115)가 위치하도록 낙하추(115)를 걸어서 고정하는 부재이다. 낙하추 걸쇠(112)는 낙하추(115)와의 걸림 상태를 해제할 수 있는 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
낙하추(115)의 상단에는 낙하추 걸림부(114)가 형성될 수 있다. 낙하추 걸림부(114)는 낙하추 걸쇠(112)의 후크(미도시) 부분에 걸릴 수 있도록 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
낙하추(115)는 가이드 로드(113)를 따라 자유 낙하하면서 재하판(121)을 충격할 수 있도록 소정의 무게를 가지는 것이 바람직하다. 낙하추(115)의 하단 쪽 외면에는 잠금핀(116)이 마련될 수 있다.
낙하추(115)의 하단에는 탄성부재(117)가 연결될 수 있다. 탄성부재(117)는 낙하추(115)가 재하판(121)에 충격될 때 발생하는 반동을 완화할 수 있으며, 강철 스프링으로 형성되는 것이 바람직하다. 탄성부재(117)의 하단에는 충격재하판(118)이 더 형성될 수도 있다. 탄성부재(117)가 낙하추(115)의 하단에 형성된 경우 낙하추(115)가 자유 낙하하는 경우 탄성부재(117)가 재하판(121)을 충격하게 되는데, 이 경우 탄성부재(117)로 인해서 낙하추(115)의 하중이 재하판(121)에 그대로 전달되지 않을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 탄성부재(117)의 하단에 충격재하판(118)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 낙하추(115)의 하중이 가해지는 재하판(121)의 상면 중앙에는 어댑터 플레이트(123)가 마련되고, 어댑터 플레이트(123)의 상면 중앙에는 충격감지부(119)가 마련될 수 있다. 충격감지부(119)에는 케이블(122)이 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시스템(100)의 다짐토 데이터 측정 장치(110)는 기존의 동평판재하시험기(LWD)와 달리 재하판(121)에 함수비 측정부(130) 및 다짐두께 측정부(140)가 마련되어 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 원판 형태의 재하판(121)의 지름 상에 위치하되 재하판(121)의 가장자리에 가깝게 2개의 함수비 측정부(130)가 마련될 수 있다. 또한, 2개의 함수비 측정부(130)가 마련된 지름과 교차하는 지름 상의 양단에는 다짐두께 측정부(140)가 마련될 수 있다. 다짐두께 측정부(140)도 재하판(121)의 가장자리에 근접하도록 마련되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 함수비 측정부(130)는 현장 다짐층의 다짐토에 존재하는 수분량을 측정하며 재하판(121)의 지름 상 양단에 위치하며, 다짐두께 측정부(140)는 현장 다짐층 중 상부 한 층의 다짐두께를 측정하며 재하판(121)의 지름 상 양단에 위치할 수 있다.
도 3에는 함수비 측정부(130)와 다짐두께 측정부(140)가 각각 2개씩 마련된 경우가 도시되어 있는데 3개 이상 마련될 수도 있다.
도 3에서 도면부호 "124"는 지오폰, 도면부호 "125"는 로드셀이다.
함수비 측정부(130) 및 다짐두께 측정부(140)는 멤스 센서(MEMS SENSOR)의 형태를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 함수비 측정부(130)는 초음파(Ultrasonic Wave)를 이용하여 다짐토의 함수비를 측정하는 멤스 센서인 것이 바람직하다.
함수비 측정부(130)는 다짐토 또는 다짐층의 함수비를 현장에서 실시간으로 측정하고, 측정된 함수비는 데이터 획득부(160)를 통해서 다짐토 데이터 처리 장치(170)로 전달될 수 있다.
도 4에는 다짐두께 측정부(140)가 다짐층의 두께를 측정하는 모식도가 도시되어 있다. 다짐토 데이터 측정 장치(110)의 재하판(121)이 다짐층의 표면에 닿은 상태에서 다짐두께 측정부(140) 중 어느 하나에서 측정파가 발신되고, 다짐층과 다짐층의 하부에 있는 층의 경계에서 측정파는 반사되어 다짐두께 측정부(140)의 나머지 하나에서 수신된다.
다짐두께 측정부(140)에서 얻어진 데이터는 데이터 획득부(160)를 통해서 다짐토 데이터 처리 장치(170)로 전달될 수 있다. 다짐토 데이터 처리 장치(170)는 다짐두께 측정부(140)에서 측정파가 수신되는데 소요되는 시간 등을 이용하여 다짐층의 두께를 측정할 수 있다.
한편, 다짐토 데이터 측정 장치(110)는 동평판재하시험기(LWD)와 동일하게 다짐토 또는 다짐층의 탄성계수(Evd)를 측정할 수 있다. 다짐토 데이터 측정 장치(110)가 다짐토 또는 다짐층의 탄성계수를 측정하는 원리는 동평판재하시험기(LWD)와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
다짐토 데이터 측정 장치(110)에서 측정된 다짐토 또는 다짐층의 탄성계수(Evd)는 현장의 탄성계수로 간주될 수 있다. 여기서, 현장의 다짐토 또는 다짐층의 탄성계수에 관한 데이터는 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 데이터 저장부(174)에 이미 저장되어 있다.
상기 다짐토 데이터 처리 장치(170)는, 다짐토 데이터 측정 장치(110)로부터 현장의 다짐토 또는 다짐층의 탄성계수(Evd), 함수비 또는 다짐두께에 관한 데이터를 전달 받고, 함수비와 데이터 저장부(174)에 기 저장된 최적함수비를 이용하여 상기 탄성계수를 보정한 함수비 반영 탄성계수를 산출할 수 있다.
다짐토 데이터 처리 장치(170)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 탄성계수와 함수비의 관계를 고려함으로써 현장에서 실측된 탄성계수를 보정하고 그 결과인 함수비 반영 탄성계수를 산출할 수 있다. 이때 고려되는 탄성계수와 함수비의 관계는 다음 [수학식 1]과 같다.
Figure pat00001
[수학식 1]에서 E는 현장의 실측 탄성계수, Eopt는 현장 다짐토에 대한 최적 탄성계수, kω는 현장 다짐토에 대해서 실험적으로 결정되는 상수, ω는 현장의 실측 함수비, ωopt는 현장 다짐토에 대한 최적함수비이다. 여기서, E, ω는 다짐토 데이터 측정 장치(110)에서 측정되는 값이고, Eopt, kω 및 ωopt는 현장 다짐토의 토질 또는 성분 따라 미리 알고 있는 값이거나 실험적으로 결정된 값으로서 데이터 저장부(174)에 미리 저장될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100)의 함수비 반영 탄성계수 산출부(176)는, 탄성계수만을 이용하여 다짐도를 평가하는 기존의 동평판재하시험기(LWD)와 달리, [수학식 1]에 따른 함수비와 탄성계수의 관계에 따라 현장의 함수비를 고려하여 탄성계수를 보정함으로써 보다 정확한 다짐도 또는 다짐강성을 분석하거나 평가할 수 있고, 현장에서 즉시 함수비 반영 탄성계수를 산출하여 다짐도 또는 다짐강성을 분석, 평가 또는 관리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100)는 다짐도 평가 또는 관리가 필요한 현장에 대해서 여러 군데의 개소에서 다짐토 데이터를 획득하여 다짐도 평가 또는 관리에 이용할 수 있다. 이때, 다짐토 데이터를 획득하는 현장의 개소는 임의로 선택되기 보다는 사전에 정해진 위치인 것이 바람직하다. 도 7에는 다짐도 평가 또는 관리의 대상이 되는 현장을 일정한 크기의 격자로 구획한 그림이 예시적으로 도시되어 있다.
도 7에서 다짐토 데이터 획득 대상 지점(M)은 일정한 크기의 격자 꼭지점에 해당하며, 다수개 지점(M)에서 탄성계수, 함수비 및/또는 다짐두께 등의 다짐토 데이터를 측정하여 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100)은 다짐토 데이터 측정 장치(110)를 이용하여 현장 다짐층의 다수개 지점(M)에 대해서 데이터를 측정하고, 다짐토 데이터 처리 장치(170)를 이용해서는 현장 다짐층의 다수개 지점(M)에서 측정된 데이터를 처리하되, 현장 다짐층의 다수개 지점(M)에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수를 이용하여 현장 다짐층에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수의 연속된 분포 상태를 보여주는 탄성계수 컨투어(Contour)를 생성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 다짐도 평가 또는 관리의 대상이 되는 현장에 설정된 다수개 지점(M)을 포함하는 격자 구획에 탄성계수(E1,E2,E3)의 컨투어가 예시적으로 표현되어 있다. 도 7에서 E1, E2 및 E3을 각각 연결하는 선에 있는 지점은 동일한 탄성계수를 가진다는 것을 의미한다. 도 7에 도시된 탄성계수의 컨투어는 마치 등고선과 유사한 형태로 표현될 수 있다.
한편, 도 7에서 E1, E2 및 E3을 각각 연결하는 선 사이에 있는 영역은 각 선에 해당하는 탄성계수의 사이값을 가진다. 예를 들면, E1과 E2를 각각 연결하는 선 사이에 있는 영역은 E1과 E2 사이에 해당하는 탄성계수 값을 연속적으로 가지며, E2과 E3을 각각 연결하는 선 사이에 있는 영역은 E2과 E3 사이에 해당하는 탄성계수 값을 연속적으로 가지게 된다. 이와 같이, 연속적으로 변하는 탄성계수 값을 표현하기 위해서 컨투어는 불연속적인 선이 아니라 연속적으로 변하는 색상 등으로 표현될 수 있다.
도 7에 예시된 탄성계수 컨투어는 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 탄성계수 컨투어 표시부(179)에서 생성될 수 있다. 탄성계수 컨투어 생성의 기초 데이터는 현장의 다수개 지점(M)에서 측정하거나 획득한 다짐토 데이터(함수비 반영 탄성계수)인데, 이러한 다수개의 다짐토 데이터(함수비 반영 탄성계수)는 불연속적인 값을 가진다. 탄성계수 컨투어 표시부(179)는 불연속적인 다수개의 다짐토 데이터(함수비 반영 탄성계수)를 이용하여 연속적인 탄성계수 컨투어를 생성할 수 있다. 이를 위해, 다짐토 데이터 처리 장치(170)는 현장 다짐층의 다수개 지점에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수에 보간법(interpolation)을 적용하여 연속적인 값을 나타내는 탄성계수 컨투어를 생성할 수 있다.
상기 다짐토 데이터 처리 장치(170)는 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 한 층의 다짐두께(h1, 도 4 참조)를 이용하여 상기 함수비 반영 탄성계수 또는 상기 탄성계수 컨투어를 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다짐토 데이터 측정 장치(110)는 동평판재하시험기(LWD)를 기반으로 해서 현장 다짐층의 탄성계수를 측정하게 되는데, 재하판(121) 지름의 2배에 해당하는 깊이를 유효 깊이로 하여 유효 깊이에 대해서 탄성계수를 측정하게 된다. 그런데, 다짐토 데이터 측정 장치(110)는 측정 대상이 되는 다짐층의 깊이 보다 깊은 지층까지 포함한 탄성계수를 측정할 수 있기 때문에 생성된 탄성계수 컨투어는 다짐층의 아래층도 포함한 탄성계수를 표현하게 된다. 이는 정확하지 않은 탄성계수를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100)은 다짐층만의 탄성계수만으로 탄성계수 컨투어를 생성하기 위해서 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 한 층의 다짐두께(h1, 도 4 참조)를 이용하여 상기 함수비 반영 탄성계수 또는 상기 탄성계수 컨투어를 보정할 수 있다.
다시 설명하면, 동평판재하시험기(LWD)를 기반으로 하는 다짐토 데이터 측정 장치(110)에 의해 다짐층의 탄성계수(Evd)를 획득할 때, 재하판(121) 하부의 다짐층의 유효두께는 재하판(121)의 지름 크기(D)와 하부다짐층의 층구조에 의해 달라질 수 있다. 재하판(121)의 하부지반이 완전한 균일층이라고 가정할 경우 재하판(121)의 지름 크기의 2배 즉, 2D까지 유효깊이로 볼 수 있다. 따라서, 하부다짐층의 층구조 배열차이와 각층의 다짐탄성계수를 각각 고려할 경우 유효깊이(heff)와 유효깊이에 해당하는 대표탄성계수(Eeff)는 아래 [수학식 2] 및 [수학식 3]에 의해 결정된다.
우선, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 하부다짐층이 2개층으로 구성될 경우에 있어서, 이 경우는 하부층이 원지반층이거나 하부노반상 상부노반의 1층이 다짐되는 경우로 가정한다. 유효깊이(heff)는 다음 [수학식 2]에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00002
[수학식 2]에서 h1은 상부노반 1층의 다짐두께, E1은 상부노반 1층의 탄성계수, E2는 하부층의 탄성계수이다. 이때 유효깊이에 해당하는 대표 다짐층 탄성계수는 E1으로 한다.
다음으로, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부다짐층이 3개층 이상으로 구성될 경우에 있어서, 이 경우는 상부노반 층다짐이 지속적으로 진행되는 경우로 가정한다. 유효깊이(heff)는 다음 [수학식 3]에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00003
[수학식 3]에서 h1은 상부노반 1층의 다짐두께, h2는 상부노반 아래층의 두께, E1은 상부노반 1층의 탄성계수, E2는 상부노반 아래층의 탄성계수, E3는 하부층의 탄성계수이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100)은, 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 탄성계수 보정부(178)에서 [수학식 2] 및 [수학식 3]을 이용하여 상부노반 1층의 다짐두께만을 대상으로 하도록 탄성계수를 보정하고, 보정된 탄성계수를 이용하여 탄성계수 컨투어를 다시 생성하여 표시할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100)에 있어서, 다짐토 데이터 처리 장치(170)는 컴퓨터 또는 스마트 폰 등으로 구현될 수 있다.
한편, 발명의 다른 분야에 의하면, 본 발명은 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100)을 이용하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법을 제공할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법은, 현장 다짐층의 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께를 측정하는 단계(1100); 현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 오는 단계(1200); 현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비와 현장 다짐층에서 측정된 함수비를 이용하여 현장 다짐층의 함수비 반영 탄성계수를 구하는 단계(1300); 현장 다짐층에 대해서 함수비 반영 탄성계수의 컨투어를 생성하는 단계(1400); 현장 다짐층에 대해서 측정한 다짐두께를 이용하여 함수비 반영 탄성계수를 보정하는 단계(1500); 및 현장 다짐층에 대해서 보정된 함수비 반영 탄성계수의 컨투어를 생성하는 단계(1600);를 포함할 수 있다.
현장 다짐층의 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께를 측정하는 단계(1100)는, 다짐토 데이터 측정 장치(110)의 탄성계수 측정부(150), 함수비 측정부(130) 및 다짐두께 측정부(140)에서 수행될 수 있다.
현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 오는 단계(1200)는, 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 데이터 저장부(174)에 기 저장된 현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 올 수 있다. 즉, 상기 현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 오는 단계(1200)에서는, 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 데이터 저장부(174)에서 저장되어 있는 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 올 수 있다.
현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비와 현장 다짐층에서 측정된 함수비를 이용하여 현장 다짐층의 함수비 반영 탄성계수를 구하는 단계(1300)는, 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 함수비 반영 탄성계수 산출부(176)에서 수행될 수 있다.
현장 다짐층에 대해서 함수비 반영 탄성계수의 컨투어를 생성하는 단계(1400)는, 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 탄성계수 컨투어 표시부(179)에서 수행될 수 있다.
현장 다짐층에 대해서 측정한 다짐두께를 이용하여 함수비 반영 탄성계수를 보정하는 단계(1500)는, 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 탄성계수 보정부(178)에서 수행될 수 있다.
현장 다짐층에 대해서 보정된 함수비 반영 탄성계수의 컨투어를 생성하는 단계(1600)는, 다짐토 데이터 처리 장치(170)의 탄성계수 보정부(178) 및 탄성계수 컨투어 표시부(179)에서 수행될 수 있다.
여기서, 상기 단계 1100 내지 1600에 대한 구체적인 설명은 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템(100)에 대한 설명과 동일하므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
상기 현장 다짐층에 대해서 측정한 다짐두께를 이용하여 함수비 반영 탄성계수를 보정하는 단계(1500)에서는, 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 한 층의 다짐두께 내의 다짐토만을 대상으로 하는 함수비 반영 탄성계수를 구할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템
110: 다짐토 데이터 측정 장치
130: 함수비 측정부
140: 다짐두께 측정부
150: 탄성계수 측정부
160: 데이터 획득부
170: 다짐토 데이터 처리 장치
172: 데이터 수신부
174: 데이터 저장부
176: 함수비 반영 탄성계수 산출부
178: 탄성계수 보정부
179: 탄성계수 컨투어 표시부

Claims (10)

  1. 현장 다짐층의 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께를 측정하는 다짐토 데이터 측정 장치; 및
    상기 다짐토 데이터 측정 장치로부터 상기 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께에 관한 데이터를 전달 받아, 현장 다짐층에 대한 탄성계수의 연속된 분포 상태 또는 변화 상태를 산출하는 다짐토 데이터 처리 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다짐토 데이터 측정 장치는,
    소정의 길이를 가지는 가이드 로드;
    상기 가이드 로드의 하단에 마련되는 재하판;
    상기 가이드 로드를 따라 상기 재하판에 하중을 가하는 낙하추;
    상기 재하판에 마련되는 함수비 측정부; 및
    상기 함수비 측정부의 사이에 위치하도록 상기 재하판에 마련되는 다짐두께 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 함수비 측정부는 현장 다짐층의 다짐토에 존재하는 수분량을 측정하며 상기 재하판의 지름 상 양단에 위치하며,
    상기 다짐두께 측정부는 현장 다짐층 중 상부 한 층의 다짐두께를 측정하며 상기 재하판의 지름 상 양단에 위치하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다짐토 데이터 처리 장치는,
    상기 다짐토 데이터 측정 장치로부터 상기 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께에 관한 데이터를 전달 받고, 상기 함수비와 기 저장된 최적함수비를 이용하여 상기 탄성계수를 보정한 함수비 반영 탄성계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다짐토 데이터 측정 장치는 현장 다짐층의 다수개 지점에 대해서 데이터를 측정하고,
    상기 다짐토 데이터 처리 장치는 현장 다짐층의 다수개 지점에서 측정된 데이터를 처리하되, 현장 다짐층의 다수개 지점에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수를 이용하여 현장 다짐층에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수의 연속된 분포 상태를 보여주는 탄성계수 컨투어를 생성하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다짐토 데이터 처리 장치는 현장 다짐층의 다수개 지점에 대한 상기 함수비 반영 탄성계수에 보간법을 적용하여 탄성계수 컨투어를 생성하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 다짐토 데이터 처리 장치는 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 한 층의 다짐두께를 이용하여 상기 함수비 반영 탄성계수 또는 상기 탄성계수 컨투어를 보정하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템을 이용하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법에 있어서,
    현장 다짐층의 탄성계수, 함수비 또는 다짐두께를 측정하는 단계;
    현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 오는 단계;
    현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비와 현장 다짐층에서 측정된 함수비를 이용하여 현장 다짐층의 함수비 반영 탄성계수를 구하는 단계;
    현장 다짐층에 대해서 함수비 반영 탄성계수의 컨투어를 생성하는 단계;
    현장 다짐층에 대해서 측정한 다짐두께를 이용하여 함수비 반영 탄성계수를 보정하는 단계; 및
    현장 다짐층에 대해서 보정된 함수비 반영 탄성계수의 컨투어를 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현장 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 오는 단계에서는,
    상기 다짐토 데이터 처리 장치의 데이터 저장부에서 저장되어 있는 현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 다짐층의 다짐토에 대한 최적함수비, 최대건조단위중량 또는 최적탄성계수 데이터를 불러 오는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 현장 다짐층에 대해서 측정한 다짐두께를 이용하여 함수비 반영 탄성계수를 보정하는 단계에서는,
    현장 다짐층 중 측정 대상이 되는 한 층의 다짐두께 내의 다짐토만을 대상으로 하는 함수비 반영 탄성계수를 구하는 것을 특징으로 하는 철도토공노반 현장다짐강성 분석 방법.
KR1020180072485A 2018-06-25 2018-06-25 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법 KR20200000535A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180072485A KR20200000535A (ko) 2018-06-25 2018-06-25 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180072485A KR20200000535A (ko) 2018-06-25 2018-06-25 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200000535A true KR20200000535A (ko) 2020-01-03

Family

ID=69155456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180072485A KR20200000535A (ko) 2018-06-25 2018-06-25 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200000535A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115221727A (zh) * 2022-08-05 2022-10-21 中交第三航务工程局有限公司 一种基于含水率的岩体的数值仿真模型参数确定方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100643055B1 (ko) 2005-06-24 2006-11-10 (주) 토건테크 다짐도 관리 및 노상 지지력 평가 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100643055B1 (ko) 2005-06-24 2006-11-10 (주) 토건테크 다짐도 관리 및 노상 지지력 평가 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115221727A (zh) * 2022-08-05 2022-10-21 中交第三航务工程局有限公司 一种基于含水率的岩体的数值仿真模型参数确定方法
CN115221727B (zh) * 2022-08-05 2023-09-12 中交第三航务工程局有限公司 一种基于含水率的岩体的数值仿真模型参数确定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100974892B1 (ko) 지반의 다짐 품질 측정 방법
Fleming et al. Review of lightweight deflectometer for routine in situ assessment of pavement material stiffness
Cai et al. Correlating intelligent compaction data to in situ soil compaction quality measurements
JP3908031B2 (ja) 盛土転圧管理方法及び装置
Karg et al. Elasto-plastic long-term behavior of granular soils: Experimental investigation
US20090214300A1 (en) Devices, systems, and methods for measuring and controlling compactive effort delivered to a soil by a compaction unit
Wieder et al. Comparison of soil strength measurements of agricultural soils in Nebraska
Kim Incrementally nonlinear responses of soft Chicago glacial clays
CN114880755B (zh) 铁路隧道的围岩分级方法、装置、设备及可读存储介质
JP2018154975A (ja) 土の品質管理方法、及び土の品質モニタリングシステム
Tirado et al. Deflection-based field testing for quality management of earthwork
KR20200000535A (ko) 철도토공노반 현장다짐강성 분석 시스템 및 방법
Tehrani et al. The effect of water content on light weight deflectometer measurements
Seyman Laboratory evaluation of in-situ tests as potential quality control/quality assurance tools
CN113449362A (zh) 基于5g移动网络的道路勘察设计方法及系统
Caroles Asphalt elasticity modulus comparison using modified laboratory LWD against UMMATA method
RU2515130C1 (ru) Сейсмометрический способ мониторинга технического состояния зданий и/или сооружений
WO2023108190A1 (en) A system and method to measure a deformation of a geomaterial portion due to compaction of the geomaterial portion
Cho et al. Framework of non-nuclear methods evaluation for soil QC and QA in highway pavement construction
CN108931449A (zh) 一种利用标定罐的可变能量动力触探方法
JP2506282B2 (ja) 地盤支持力試験装置
JP2017218832A (ja) 地盤の液状化評価方法
Mooney et al. Improving quality assurance of MSE wall and bridge approach earthwork compaction
Březina et al. Measurement of deflections and determination of jointed plain concrete pavements stiffness by falling weight Deflectometer
Cacciola et al. Using compaction equipment instrumented with global positioning system (GPS) technology to monitor field lift thickness

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application