1. 평판재하시험 (PBT, Plate Bearing Test, Plate Load Test)

평판재하시험은
여기에 잘 설명되어 있지만,
https://huedor2.tistory.com/623

사진으로 그 흐름을 한번 더 정리~!

-       국내(KS) 기준 : KS F2444(기초), KS F2310(포장)
-       지지판 (30, 40, 75 둥글게 둥글게) – 등치면적의 사각철판도 가능., 두께 25mm 이상.

-       반력장치 : 주로 건설장비 활용. (B/H 06/09, or D/T)

-       정지 범위 : 1.5~4.0 B 까지 고려, 함수량 변화 방지. 최소 3개소, 개소간 거리 5B 이상.
-       시험 : 하중제어 (예상지지력의 1/5 or 10ton/m2 가 넘지 않도록 5단계, 각 15분씩), 침하제어 (0.05mm/10분)
-       지지력 계수 : Ks = P/s, K30 = 2.2 K75 = 1.3 K40
-       시험 결과 침하 : 1~5mm 내
-       곡률 부분을 찾아 극한지지력 결정 후 qt 결정. qt = 1/2 qy or 1/3 qu (항복의 경우 Log 그래프 참조 가능.)
-       Scale Effect 고려한 지지력 산정 필요. (모래 지지력 비례, 점토 침하량 비례)

2. 반복평판재하시험

노상토의 반복하중에 대한 탄성 정도를 파악하기 위한 Mr(회복탄성계수) 을 얻는 시험에 대한 사진도 함께~!
(반복평판재하시험)
https://huedor2.tistory.com/835

-       국내(KS) 기준 : KS F2338 (반복), KS F2339 (비반복) – 가요성포장 (아스팔트)
-       침하 속도 : 0.03mm/분, 1mm / 5mm / 10mm (각 단계마다 하중 제거)

-       Mr 을 찾아내고, 그에 따른 CBR 값을 추산하거나 검토. (회복탄성계수)
-       포장두께 산정에 활용.


참고 : 심층재하시험 (Self Boring 방법도 있음.)

원주공동확장이론
(팽창, 전단, 교란 영역별, 항타말뚝 기준)
-       깊은기초 지지력
-       공내재하시험 해석
-       앵커의 파단저항
-       보강토옹벽

-       소성영역과 탄성영역의 설정
-       원주공동에 균등분포내압 q를 가하여 압력을 증가시키면, 내압 qL이 극한에 도달할 때까지 소성영역이 확장됨.
-       Mohr-Coulomb 항복조건
-       강성지수, 평균주응력 고려. 무차원 원주공동확장계수 고려.
-       지반변형속도를 고려하지 않는다. (단순 탄소성모델) -> 점탄성모델을 통해 토압산정 가능.

연성관의 주변지반 해석에도 사용할 수 있는 원리.

Prandtle 지지력, 파괴이론
-       한계평형법에 근간
-       기초와 지반 사이 접촉면에는 마찰이 없는 것으로 가정.
-       파괴면에 작용하는 전단강도를 t=c+ptanpi 로 하여 극한지지력 유도 (Mohr-Coulomb 이론 base)

-       여기서 발전하여 Terzaghi 지지력 공식 제안
-       Terzaghi : 기초와 지반사이 마찰력 고려, Df 고려. 기초저면에서 지표면까지의 파괴 무시. 삼각형 쐐기의 각 차이 pi, 45+pi/2. 지나친 안전측
-       파괴면 형상은 동일.

PDA 로 지지력을 예측하기 위해 CASE 방법 사용

1.     CASE (Case Western Reserve University, 간편법)
F=ma 를 기준으로,

주면저항, 선단저항, 말뚝자체의 탄성 등으로 구분되며,
두부의 속도, 응력파 전달속도의 공식으로 지지력 계산.


2.     CAPWAP (CAse Pile Wave Analysis Program) 방법
https://huedor2.tistory.com/733

링크 참조
Case 방법이 간편공식을 사용한 반면, CAPWAP 는 프로그램을 통해 구함.
원리는 가속도계, 변형률계를 통해 힘/가속도를 구하여 지지력 예측.
말뚝의 경계조건, 에너지관련, Damping 관련 내용이 포함될 수 있음.

구조물 설계기준을 요약해보았습니다.

일반
1. 작은 변형률의 지반특성, 동하중 특성, 지반-기초의 상호작용에 따른 동적거동해석
2. 정하중의 크기와 작용점. 진동하중의 특성/크기/가동 진동수

정하중 : 부등침하 방지를 위해 무게중심 연직선은 5% 편심 (평면치수 기준) 이내여야 한다.

동하중
1. 공진영향 최소화. (기계/기초/지반의 고유진동수 결정 필요.)
2. 1000 rpm(고속회전) : 기초고유진동수 < 작동 진동수 x 1/2 로 관리
3. 300 rpm(저속회전) : 기초고유진동수 > 작동속도 x 2 로 관리.

진동해석
1. 기초지반에 상응하는 강성계수와 감쇠계수를 사용. 진폭은 허용기준치 이내로 관리
2. 합성진동 시 상호 영향 고려
3. 근입깊이와 강성계수/감쇠계수 비례. (보정)
4. 기반암이 얕은 곳에 있으면 강성계수 증가, 감쇠계수 감소. (보정)
5. 허용 진폭은 기계 제작사 기준.

(A영역 : 정상, B영역 : 가벼운 결함, C영역 : 결함, 10일내 보수, D영역 : 파괴임박, 2일내 보수, E영역 : 위함, 즉시 중지)


지지력과 침하
- 허용 침하와 기계제작사의 허용치 고려.
- 심각한 진동조건에 대해서는 정하중 허용지지력의 1/2 만 고려
- 느슨한 조립토는 다짐 등의 방법으로 침하 발생 방지.

연약지반은 물론 치환을 하는 것이 가장 Simple 하고 불확실성을 줄이는 길이기는 하지만,

여건 상 불가능하기 때문에 많은 방법 들이 고안되었다.

안정액의 사용은 이론 상으로는 이해하고 받아들이기 쉽지만,

실제 Guarantee Issue 가 항상 논란의 여지가 된다.

DCM 은 안정액, 교반, 주변영향 적음으로 대표되는 연약지반 개량 공법으로 

원지반을 그대로 활용한다는 특징이 있다.

시공순서는 조사 -> 혼합비 설정 -> 시공(굴진-교반-재굴진-고화재) -> 확인 시험의 순서가 되고,

시멘트와 물의 혼합비가 중요한 요소로 작용하며, (슬러리)

저압으로 주입하면서 원지반과 혼합재를 교반하면서 원지반을 경화시키는 원리를 이용한다.

확인 시험을 위해서는 시멘트가 경화되는 시간을 일부 고려하여 7~28일 사이에 할 수 있다.

공법 이름에서 확인할 수 있듯이, 심층혼합이 다른 공법과의 다른 점이고,

육상/해상 등 다양한 곳에 제약없이 적용할 수 있는 장점이 있다.

적용 대상 : 연약지반 개량, 차수, 액상화 방지 등.

그리고 연약지반을 원위치에서 교반하여 적용하면서 환경적인 문제나 골재/준설/사토 등의 문제가 적어진다.

어떻게 혼합을 하고, 주입/교반을 하면서 어떻게 분석을 하고, 변화된 적용을 시행할지가 중요하다.

다른 공법과의 비교

 - SCP : 모래라는 재료의 수급관련 문제.

 - 안정액 공법 (CGS, JSP, LW, etc.) : 주입량에 대한 확인 문제, 깊은 심도의 압력 관련 문제.

 - DCM : 30m 까지 가능. 지반에 대한 제약이 없고, 소음/진동/환경 문제로부터 자유롭고, 단시간에 소요의 강도를 얻을 수 있음.

흙-시멘트 (Soil Cement) 의 반응과 역할.

 - 함수비에 따라 강도의 발현, 응력-변형율, 탄성계수에 대한 연구에 따라 재료의 선택과 배합이 중요함.

 - 기본적으로 시멘트 양이 많아지면 강도 발현에는 효과가 있음.

 - 다양하고 객관적인 데이터 베이스를 통해 설계 기준 강도 및 배합비에 대한 기준 확립이 중요.

 - 주로 SCW 의 흙막이 용으로 많이 사용. (자립식 흙막이, 일체 효과가 좋음.

 - 해상 적용 시 고로 슬래그 시멘트를 이용해 내화학성, 장기강도 발현에 도움.

 - 토사의 함수비를 고려하여 W/C = 0.7~0.9 % 적용.

 - 물-시멘트 비가 큰 경우 잔류수의 블리딩 현상으로 인해 교반이 잘 되지 않음.

확인 시험

 - 실내 시험 : 일축압축강도시험, 삼축투수시험(투수계수), 동적 특성 확인 시험 등.

 - 현장 일축압축 강도의 50~60% 정도를 설계기준강도에 맞도록 설계 및 확인.

교반장비

 - 고압으로 심층혼합처리기 선단에 압송

 - 교반 날개를 이용한 슬러리를 연약지반과 혼합

 - DCM 에 고압 분사 방식도 있지만, 이는 다른 분사식 약액 주입 공법과 차이가 없다. (JSP, SGR, RIG 등)

 - 개량체 D1000 x 2 나, D1000 x 4 로 적용.

(여담) 저렇게 스트라이드 할 때까지 상체와 손이 움직이면 안되는데... 따라하기 너무 어려워요.

평판재하시험은
기초와 포장체 하부의 강성, 지지력을 확인하기 위한 것.
1. 순서 - test pit 굴착 - test plate (30~60) - extension pipe - Hydraulic Jack - Dial Gauge - Reaction Beam - 0.35 kg/cm2 씩 재하 - 15mm 될 때까지 or 항복 or 최대접지압

2. 원형과 사각형의 차이?
- 원형 D = 사각형 Area 가 같도록 하는 것이 비슷한 결과를 가질 수 있으며, 그렇지 않으면 보정이 필요함.
큰 plate 일수록 같은 하중에서 큰 처짐을 가짐.
그래서 K30 = 2.2/1.5 K40 = 2.2 K75

3. 지지력 계수 사용
- 콘크리트 : 노체 10이상, 노상 15이상, 보조기층 20이상 (전체침하 12.5mm
- 아스팔트 : 노체 15이상, 노상 20이상, 보조기층 30이상

4. 응력-침하 곡선, 항복이 있으면 그걸 ultimate 으로, 없으면 최소 경사와 최대 경사가 만나는 부분으로 결정. ultimate 기준으로 안전율 (2.5~3) 적용하여 allowable 얻어냄. Elestic Zone, Plastic Zone 의 판단
5. 사질 : 지지력이 크기에 비례, 처짐은 요상하게 비례 (Terzaghi, Peck)
점토 : 지지력은 일정, 처짐은 크기에 비례