지반공학 및 실험 직접전단시험

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목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 시험 이론
4. 시험방법
5. 시험 주의사항
6. 시험결과 및 분석
7. 시험 활용방안
8. 시험 고찰
9. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목
직접전단시험 (KS F 2343)

2. 실험 목적
전단상자에 시료를 넣고 일정한 수직력을 유지하며 수평력을 가해 수평방향으로 전단력을 가하면서 전
단력, 수평변위 연직변위를 측정한다. 그를 통해 흙의 전단강도정수를 결정하는 시험.

3. 시험 이론
· 직접전단시험
흙의 역학적 성질을 조사하는 기본적인 시험 중 하나이다. 아래의 개념도와 같이 흙 시료를 전단상자에 넣어 수직응력을 통해 압밀, 배수시킨 후에 전단파괴한다. 파괴과정의 변형에 따른 저항력을 측정하여 변형-응력 관계 그래프를 얻어낸다. 이 그래프를 통해 파괴강도, 잔류강도 및 한계상태 간극비 등을 구하고 강도정수를 구한다. 압밀배수를 하지 않는 경우도 있으며 간극수압을 측정하지 않아도 된다면 CD Test를 대신하기도 한다.

<직접전단시험 개념도>

공시체를 전단상자에 넣어 수직, 정하중을 가하여 상, 하부 상자 중 하나는 고정, 다른 하나를 밀면 상자 경계면에서 시료가 전단파괴된다. 동일시료로 만든 공시체 3~4개를 수직하중만 달리하여 전단저항력을 측정하고 수직응력과 전단응력의 관계그래프를 선형으로 해석하여 얻어낸다. 이때 공시체는 유효단면적 산출이 쉽도록 직사각형 또는 정사각형 공시체를 많이 사용한다.

직접전단시험은 다음과 같은 장, 단점이 있다.
<장점>
● 기기가 간단하고 가격이 싸다
● 공시체의 제작이 쉽고 시험 시간이 짧으며 시험과정에서 개인차가 비교적 적다.
● 서로 다른 재료간의 마찰각을 측정할 수 있다.

<단점>
● 기계 구조상 반드시 상, 하부의 상자 경계면(수평면)으로만 파괴된다. → 가장 약한 면에서의 파괴가
● 전단시험 전, 후의 주응력 방향이 변한다. 아님.
● 압밀, 배수시험의 경우 시간-침하량 곡선의 명확한 작도가 어렵다.
● 간극수압을 측정할 수가 없다. 전응력만 측정.
● 점성토의 전단시험에 부적절하다. 압밀에 장시간이 소요된다.
● 파괴면에서 전단응력 분포가 일정하지 않는다. (파괴가 공시체 단부에서 중심부로 점차이동, 발달한다.)

참고 자료

토질역학 및 실험 강의노트, 지반공학 및 실험 강의노트 및 압밀시험 강의노트
김용필 외 5인, 「지반공학 시험법 및 응용」, 세진사(2000), p.370 – 387
천병식 외 2인, 「지반공학 실험 및 조사」, 구미서관(2010), p.164 – 172