휴긍정의 사소한 만족

회복탄성계수 (Resilient Modulus, Mr) 노상토

ENGINEER/토목-Civil
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회복탄성계수 : 탄성계수의 일종으로 노상토에 반복적인 시험을 통해 실제 포장체가 경험하는 응력상태를 모사하기 위함.


반복하중을 받는 부분의 응력-변형률 확인.
- 회복변형률
- 반복축차응력

반복하중을 받는 포장재료는 변형률 경화 현상을 통해 재료가 안정화 된다. 재하회수에 따라 회복변형률 성분이 지배적이된다.
0.9초 휴지기간을 갖고 주기적으로 축차응력을 반복적으로 재하한다.

반복재하식 시험
- 내부변형측정, LVDT 외부변형 동시
- 세립토의 경우 축차응력이 증가함에 따라 Mr 이 오히려 감소됨.



CBR 과의 비교
- AASHTO 포장설계법에서 회복탄성계수를 입력 물성치로 적용.
- 유지관리를 위한 자료로 확인
- 시험이 고가이고 어려우며, 숙련자가 필요하고 시험절차가 까다로움.
- 반복성/재현성에 크게 좌우됨.
- Mr = 1500 CBR (psi) = 10,000 CBR (kPa) (구속압/축차응력에 따라 경험식이 달라질 수 있음.)

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풍화토 응력경로 압축 전단 시험

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풍화토 : 국내에 널리 분포되어 있음.

양현종 화이팅



삼축압축 시험 : 변형률 – 양단의 bedding 오차, 단부 구속 등으로 인한 시료 변형의 불균일성을 제거하기 어렵다.
LVDT (Linear Variable Displacement Transducer) 미소 변형부터 대변형률 측정을 위해 사용. 변형률 센서를 일컬음.




Ko 압밀시험 : Ko 선을 따라 이동.
직접전단시험 : 전단응력이 수직응력을 따라가다가 파괴에 이름
삼축압축, 등방압축 : 일정기간 전단이 발생하지 않으므로 p=0 을 유지하고 q line 을 따라감.
응력경로 : 전단 시 응력상태의 변화를 응력평면상의 점의 궤적으로 표기.


(여기서는 n=a, m=alpha (파괴각)) n 이 있으면 과압밀.

하중이 증가되면,
1.     그만큼 간극수압이 등방으로 증가. 그에 따른 p-q. (p 증가, p’ 는 그대로) TSP, ESP 길을 달리함.
2.     압밀 완료. 간극수압=0, p=p’ 가 같아짐. 유효응력 증가, 전응력=유효응력



CD : 응력경로 – 전응력, 유효응력 경로 동일. (간극수압 산정 및 제외 가능)
CU : 응력경로 – 전응력 우상향, 유효응력 파괴선쪽으로. (구속압은 줄고, 하중은 증가) (간극수압만큼의 차이)

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강관말뚝시공, 하중전이시험, 양방향재하시험 (OSTERBERG CELL, O-Cell)

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Seabedrock 이나 암반에 정착시키는 말뚝의 경우 선단지지력에만 의존하는 경우, 경제적인 설계가 어렵다.



강관말뚝 제원 : 직경 (800~1800mm), 두께 (20~24mm), Boring 직경 (1100~2100mm, D+300mm)

시험 : 암반시료채취 – 일축압축강도, RQD

강관+콘크리트 속채움 : 폐합말뚝

공법 : 상단부 Casing 삽입, RCD (Reverse Circulation Drilling), Air Lifting (Slime 제거), Tremie 타설. 강관과 암반 사이 콘크리트 타설 및 속채움 콘크리트 타설. (시험 말뚝의 경우 속채움 적용하지 않음.)



주면 마찰력 : fs = 0.225 (qu)^0.5 안전율 2.5, 인발주면마찰력 (0.7~0.75 고려, 안전율 3.0), (선단지지력 안전율 2.5)
콘크리트와 강관의 허용부착력 : 130kpa, 이것보다 큰 주면이 계산되는 경우는 무시하고 해당 값 사용.

지지력 예측 후 시험 시공 및 시험에 따른 하중 검증 (시공 전 불확실성을 해결하여 경제적인 설계 필요. 역해석 필요.)
- 시험 말뚝을 시공할지, working pile 에 바로 시공할 지에 대한 선택, 시험 시공 위치의 대표성 여부 확인.
- 하중이 큰 경우 (정재하 어려운 경우), 반력 말뚝 고려 (시공성 판단 필요.)
- 반력 말뚝 시공이 어려운 경우 양방향 재하시험 적용가능 (Osterberg Cell 시험, 670mm Dia.) – 선단과 주면의 비교를 통해 선단이 먼저 파괴될 것으로 보이면 제대로 된 주면의 측정이 어려우므로, 추가 반력 발현 장비 설치 필요.
- 반력 발현 장비 : 선단부 추가 콘크리트 타설 (선단 지지력과 콘크리트 타설부의 주면저항력 활용.) 안전율을 작게 가져갈 수 있음.(일시사용이므로)
- 인장시험(Tension)의 경우 O-cell 장비를 파일 두부에 설치. 내부 Casing 설치하여 선단부를 밀어내며 반력 작용.
- 변위 측정 (LVTD, Linear Vibrating Wire Displacement Transducers) – 상향변위, 하향변위
- 사용하중까지 4단계 (마지막 24시간), 최대하중 (2~2.5배)까지 8단계 (마지막 12~24시간)


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