직접전단시험 (토질시험)

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목차

1. 서론
1-1 개요
1-2 목적

2. 이론적 배경
2-1 흙의 전단강도
2-2 강도정수
2-3 사질토의 전단강도
2-4 점성토의 전단강도
2-5 전단강도시험
2-6 직접전단시험(Direct Shear Test)

3. 시험 기구

4. 시험 방법
4-1. 사질토
4-2. 점성토

5. 결과 처리
5-1. 시험 결과의 정리
5-2. 직접전단시험의 계산과정
5-3. 시험별 전단-변위 결과
5-4. 전단응력-수평변위 그래프
5-5. 수직변위-수평변위 그래프
5-6. 파괴포락선

6. 고찰

참고문헌

본문내용

1-1 개요
직접전단시험은 흙 공시체에 여러 가지 크기의 수직응력을 주어 가면서 전단응력을 가해서 어느 정해진 면에서 전단파괴를 발생시켜, 그때의 수직응력과 전단응력에 관한 Coulomb의 법칙에 의해서 흙의 내부마찰각(φ)과 점착력(c)을 구하고, 필요에 따라 전단 중에 생기는 체적과 형태의 변화를 측정하여 흙의 변형에 관한 정수를 구한다.
이 시험은 배수조건을 철저히 조절하지 못하고, 전단 시 간극수압을 측정할 수 없으며, 파괴가 일어나기 전의 응력상태를 모르는 점 등 결함이 있으나, 시험방법과 조작이 간단하고 시료가 많이 요구되지 않는 등의 이점이 있어 많이 행해지고 있다.
그 결과는 토압계산, 사면의 안정계산, 또는 구조물 기초의 지지력 계산 등에 이용되고 있다. 이 시험방법은 KS F 2343에 규정되어 있다.

1-2 시험 목적
직접전단시험을 통하여 시료의 최대전단응력과 수직응력, 강도정수, 점착력, 전단저항각을 알아낼 수 있다. 이 결과물을 통해 토압, 구조물의 기초 지지력 계산 등에 이용된다. 즉, 직접전단시험을 통하여 시료가 전단파괴되는 최대수평력을 시료의 단면적으로 나눈 최대전단응력과 수직하중을 단면적으로 나눈 수직응력을 얻는데 이들을 좌표로 하는 Mohr의 파괴포락선에서 시료의 강도정수인 내부 마찰각과 점착력을 구할 수 있다.
직접전단시험에서는 수직응력이 전체 전단면에서 등분포 된다고 가정한다. 공시체가 너무 두꺼우면 수직응력의 분포가 부등할 수 있으며 전단 중에 시료가 휘어지기 때문에 전단상자벽과 공시체가 밀착하지 않을 수 있음을 알아야 한다. 따라서 큰 단면의 특수 전단시험에서도 공시체의 두께는 수 cm 정도가 되어야 한다. 공시체의 단면은 원형 또는 정사각형이며 대개 원형단면을 많이 사용한다. 수직응력은 수직하중을 시료의 단면적으로 나누어 구하고 전단응력은 수평력을 시료의 단면적으로 나누어 계산한다.
이렇게 하여 수직하중을 3,4회 다른 크기로 시험하여 각 수직응력에 대한 최대 전단응력의 값을 구하며 Coulomb의 파괴식으로부터 점착력과 전단저항각을 결정할 수 있다.

참고 자료

KS F 2343
토질역학책-8th edition, 김홍택 외 4명
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