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토질역학 - 압밀실험 by 착선

모든 흙은 압축성이 있으며, 체적이 감소합니다. 감소요인으로는 공기압축, 물의용해, 물이 빠져나가는 세가지 요인이 있습니다. 압밀실험은 건축공사에 있어서 필수적입니다. 이 실험으로 압축지수, 선행압밀하중, 체적압축계수, 압밀계수을 구할수 있으며, 침하량,침하속도을 계산하게 됩니다.

압밀실험은 토목학자인 "토질역학의 창시자" Karl Terzaghi가 처음으로 실시하였습니다. 그의 저서 Erdbaumechanik 에서 담배상자를 이용하여 압밀실험을 수행하였다고 밝혔습니다. 생애 256편의 저서를 쓴 그의 학술적 위업은 나열하면 굉장히 길기 때문에 궁금하신분은 링크에서 읽어보시는 것을 추천합니다.
출처 : http://eqstory.skku.ac.kr 구조공학자 소개란

1차원 압밀방정식의 기본 정의입니다.

1. 흙은 균질하다.
2. 흙은 완전히 포화되어 있다.
3. 흙입자와 물의 압축성은 무시할 수 있을 만큼 작다.
4. 미소 흙요소의 거동은 큰 토체의 거동과 비슷하다.
5. 압축은 1차원 수직방향으로 발생하며 횡방향변위는 구속되어 있다.
6. 물의 흐름도 수직방향으로만 일어난다.
7. Darcy의 법칙이 유효하며 투수계수는 일정하다.
8. 흙의 압밀특성은 압밀하중의 크기와 무관하게 일정하다.
9. 유효압력과 간극비는 선형적 비례관계를 갖는다.
10. 변형이 작다.
11. 유효응력의 법칙을 따른다.
12. 토체는 에너지 불멸(불변)의 법칙을 따른다.
13. 흙의 성질은 시간에 따라 변하지 않는다.

1차원 압밀방정식


압축계수


압축지수


체적압축계수


압밀계수


1차 압밀비


logT법


루트T법


투수계수


압밀침하량 계산


압밀침하 시간변화량



압밀실험이라는것은 간단히 말해 일반적으로 흙을 이루고 있는 구성요소인 흙,물,공기 중에서 흙만 남기는 실험을 뜻합니다. 토질역학 용어로 흙입자 사이의 간극에 위치하는 물과 공기를 빼는 것입니다. 보통 건축물을 짓기 위해 건축물의 무게를 지탱하기 위한 토지의 다짐을 위한 것이죠. 위의 사진은 압밀실험장치입니다


실험할 시료(흙)을 장비에 넣고 주변을 물로 채워줍니다.(완전포화 상태를 유지하기 위해서)

이것은 시료의 위 아래에 위치할 물을 흡수하는 다공석판 이라는 돌입니다.

24시간마다 추의 무게를 0.1 -> 0.2 -> 0.4 순으로 늘여나갑니다

기존에는 매 분, 매 시간마다 사람이 계기판을 체크했지만 요즘은 이렇게 컴퓨터 프로그램으로 자동 체크됩니다. 24시간마다 추만 바꿔주면 됩니다.

1. 조립한 압밀 상자를 지지대 위에 올려놓고 재하레버를 가능한 한 수평으로 유지
2. 침하량 측정용 다이얼게이지를 설치하고 0으로 맞춘다.
3. 규정에 맞추어서 하중을 재하하고 경과 시간에 대한 침하량을 기록한다.
4. 24시간이 지나면 경과 시간과 침하량을 읽고 그 다음 단계의 하중을 가한다
5. 이와 같은 방법으로 다음과 같은 하중을 순차적으로 가하면서 경과 시간과 침하량을 기록한다
6. 최종단계 하중을 가하여 24시간 압밀시킨 후에는 하중을 제하한다.
7. 압밀 시험은 착수부터 완료까지 약 1주일 이상이 소요되므로 시험중 시료가 건조되지 않도록 시험중에 자주 물을 주입
8. 시험이 완료되면 시료를 꺼내서 무게를 재고 건조로에서 말린다. 압밀시험기는 해체하여 물로 깨끗이 닦아내고 무게를 잰다.
9. 건조로에서 말린 시료의 무게를 측정한다.

덧글

  • 좌파논객 2008/08/28 20:42 # 답글

    왜 남의 분야 수학은 무조건
    어려워 보이나 모르겠습니다^^;
  • 착선 2008/08/28 23:49 #

    문제는 제 분야의 수식인데 어렵다고 느낀다는..ㅡㅜ
  • kbs-tv 2008/08/28 21:07 # 답글

    역시 전공과 다른 수학은 어렵습니다;;
    우어 경영수학 만세!!
  • 착선 2008/08/28 23:50 #

    Mathematics for Economics...이름만 들어도 왠지 통계 그런거 나올듯한..
  • tranGster 2008/08/28 22:18 # 답글

    수학과 인연을 끊은지 어언 6년째.....
    세상은 미학으로 돌아갑니다. 수학, 소용 없어요.(응?)
  • 착선 2008/08/28 23:50 #

    그건 그렇죠 ㅎㅎ 시험만 붙으면 휘발유처럼 사라질거라는..
  • 시크토깽이 2008/08/28 23:50 # 답글

    아악 이게뭐야 -ㅁ-!! 왜계의 언어다!!!
  • 착선 2008/08/28 23:53 #

    저도 모르겠다는..으헝 2주후에 실험이 있어서 그 전까지 이해해야 하는데.....큰일이네요 히라가나도 외워야 하고..
  • 대학생 2012/04/09 16:50 # 삭제 답글

    감사합니다 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 레포트에 엄청난 참고를합니다
  • 착선 2012/04/10 23:34 #

    대학생분들 도움이 되라고 올린 글들이라..도움이 되셨다니 다행이네요
  • mj0612 2016/03/27 22:55 # 삭제 답글

    레포트에참고하겟습니다!감사합니다!!
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