전문 콘텐츠 보관: 이 기사에는 지질 공학 개념, 공식 및 실험실 절차에 대한 역사적 개요가 보존되어 있습니다. 이는 지반 공학 연구, 제방 설계, 다짐 사양, 품질 관리 계획 또는 현재 표준을 대체하는 것이 아닙니다. 토양 매개변수, 장비, 압축 에너지, 허용 기준 및 안전한 작업 방법은 특정 토양 및 물체를 기반으로 공인된 지질 공학 엔지니어와 공인 실험실에 의해 결정됩니다.
Savo Kusić는 오늘 목재 창, 목재-알루미늄 창, 맞춤형 창, 문 및 견적 요청에 중점을 둡니다. 이 문서는 기술 아카이브로 남아 있으며 지반 공학 설계, 테스트 또는 토공사 실행을 제안하지 않습니다.
느슨한 토양 다짐
느슨한 흙의 압축은 고체 입자의 크기와 모양, 구조에 따라 달라집니다. 비결합 토양의 경우 가장 희귀하고 밀도가 높은 구조에 대한 다공성 n 및 다공성 계수 _e_의 값이 이동하는 특정 한계가 있습니다.
결합되지 않은 물질을 건조시킨 후 붓는 동안 압축되지 않도록 천천히 비커에 부어 넣으면 _가장 희귀한 구조_가 얻어집니다. 이 구조는 다공성 계수 _emax_에 해당하며, 원본 텍스트의 모래 값은 다음 한계 내에 있습니다:
emax = 0,7–1,0.
동일한 물질을 비커에 얇은 층으로 붓고 각 층을 나무 망치로 부피가 일정해질 때까지, 즉 다짐으로 인해 침전이 멈출 때까지 두드리면 _가장 조밀한 구조_가 얻어집니다. 이는 다공성 계수 _emin_에 해당하며, 모래 값은 다음과 같습니다:
emin = 0,45–0,65.
비결합 토양의 압축은 상대 압축 _ID_로 표현됩니다. 이 계수는 가장 높은 압축에 대한 토양의 압축 정도를 나타내는 계수입니다:
여기서 _e_는 자연 다짐 상태의 토양 다공성 계수입니다. 상대 밀도의 최종 값은 다음과 같습니다.
- 가장 희귀한 구조의 경우 e = emax; ID = 0;
- 가장 조밀한 구조의 경우 e = emin; ID = 1.
원문의 Terzaghi에 따른 모래 토양의 압축 기준은 다음과 같습니다.
- 희박하게 압축된 모래: ID = 0–1/3;
- 중간 압축 모래: ID = 1/3–2/3;
- 조밀하게 압축된 모래: ID = 2/3–1.
도로 제방 및 제방의 경우 텍스트에는 ID = 2/3–1.
이전 형식 대신 부피 비율을 사용할 수 있습니다.
여기서 _V_는 교란되지 않은 토양 시료의 부피, _Vmax_는 최소 다짐 상태에서 같은 양의 흙의 부피, _Vmin_은 최대 다짐 상태에서 같은 양의 흙의 부피입니다.
적용 제한: 과거 분류 및 용어는 프로젝트 또는 건설 현장에 직접 이전될 수 없습니다. 토양 유형, 시료 채취 방법, 시료 조건, 적용 기준 및 프로젝트 요구 사항은 방법 및 기준을 변경할 수 있습니다.
유착토 다짐
결합토의 경우, 압축은 고체 성분의 크기와 모양 및 구조뿐만 아니라 응집력에도 영향을 받습니다. 응집력으로 인해 고체 입자가 서로 붙어 있으므로 압축 중에 공극에서 물을 짜내는 것이 하중을 받을 때 입자가 더 쉽게 움직이는 비결합 토양보다 훨씬 어렵습니다.
결합토를 다질 때는 물의 양이 매우 중요합니다. 탬핑을 하면 물이 모공 밖으로 밀려나오고 수막의 두께가 감소합니다. 다공성은 감소하고 전단 강도와 부피 밀도는 증가합니다. 밀도가 높을수록 단위 부피당 고형물이 많아지고 기공이 줄어듭니다. 이 비율은 유착토의 압축을 평가하는 기초로 채택되었습니다. 본문의 다짐 제어는 건조 부피 중량을 사용하여 수행됩니다:
γd = Wd / V [N/cm3]
여기서 _Wd_는 완전히 건조된 토양 샘플의 무게(N)이고, _V_는 건조 전 압축된 상태의 동일한 샘플의 부피(cm)3.
프록터 재판
Proctor의 테스트는 토양의 수분 함량과 압축 사이의 관계를 확인하는 데 사용됩니다. 이는 최적 습도, 즉 다진 토양이 주어진 다짐 에너지에 대해 최대 건조 부피 중량을 제공하는 습도를 결정합니다.
역사적으로 설명된 프록터의 장치(그림 1)는 내경 Ø = 10 cm, 높이 12 cm(그림 1_a_), 동일한 직경과 높이의 원통 확장 10 cm(그림)의 금속 원통으로 구성됩니다. 1_b_) 및 직경 5 cm, 무게 2,5 N의 금속 래머, 직경이 약간 더 큰 원통형 가이드에 있음. 가이드는 하단이 열리고 상단이 닫히며, 램 핸들이 통과할 수 있도록 입구가 약간 더 넓어집니다(그림 1_c_). 실린더의 하단은 더 큰 금속판에 배치되어 탬핑 중에 고정됩니다.
시료를 원래의 절차에 따라 건조시킨 후 큰 알갱이의 영향을 피하기 위해 체로 걸러냅니다(5 mm). 그런 다음 샘플이 흐릿해질 정도로 너무 많지도, 샘플을 처리할 수 없을 정도로 너무 적지도 않은 양의 물과 혼합됩니다. 먼저 압축되지 않은 상태에서 확장된 원통에 약 8 cm 높이의 층을 배치하고 표면에 고르게 분포되는 25 타격으로 압축합니다. 충격은 30 cm 높이에서 망치가 자유낙하하여 발생합니다. 새로운 두께의 8 cm 레이어가 적용되고 새로운 25 펀치로 고정되며 세 번째 레이어에서 절차가 반복됩니다. 완료 후 확장 부분을 제거하고 샘플 표면을 하단 실린더의 가장자리와 정렬한 다음 과도한 흙을 제거합니다. 그런 다음 압축된 토양 샘플을 제거하고 건조 부피 밀도 γd 및 수분 함량 _w_를 결정합니다.
사진 1 — 프록터의 실험
실험은 γd 및 _w_에 대해 서로 다른 값을 얻기 위해 항상 동일한 샘플의 신선하고 처리되지 않은 물질을 사용하되 물의 양은 다르게 사용하여 5에서 6회 반복됩니다. 도표의 가로축에 토양수분 _w_가 적용되고 세로축에 건조부피중량 _γd_가 적용됩니다(그림 2). 연결된 점은 건조 부피 밀도가 먼저 수분에 따라 최대로 증가한 다음 감소함을 보여주는 곡선을 제공합니다. 최대 건조 부피 밀도 _max γd_에 해당하는 습도 _wopt_를 _최적 습도_라고 합니다. 본문에서는 이 습도에서 주어진 압축 에너지에 대해 가장 높은 압축이 달성된다는 것이 인정됩니다. 이런 방식으로 수행되는 테스트를 _표준 프록터 테스트_라고 합니다.
그림 2 — 프록터 다이어그램.
실험실 안전 및 표준: 장치 크기, 램머의 질량 및 낙하, 레이어 수 및 충격, 샘플 준비는 독립 실행형 지침이 아닌 여기에서 전송되는 기록 데이터입니다. 유효한 절차에서는 적절한 표준 및 실험실 계획을 정의해야 합니다. 건조, 선별 및 탬핑 작업에는 먼지, 날아다니는 입자, 끼임 및 충격으로 인한 부상의 위험이 있습니다. 적절한 장비, 보호 장치 및 숙련된 작업자가 필요합니다.
5 mm
원문에는 5 mm보다 큰 입자가 전체 질량의 25%까지 차지하면 큰 영향을 미치지 않는다고 명시되어 있습니다. 25% 이상이면 비례법이나 수정된 프록터 테스트를 사용하여 혼합물의 건조 부피 중량을 계산하여 그 영향을 고려해야 합니다.
비례법에 의한 계산
이 방법에 따르면 토양 재료 혼합물의 건조 부피 중량 _γdm_은 5 mm:
어디:
- γd — 오프닝 체를 통과한 물질의 건조 부피 중량 5 mm;
- γsc — 스크린 개구부에 남아 있는 고체 입자의 부피 중량 5 mm;
- m — 전체 질량에 대한 체 입구 5 mm에 남아 있는 물질의 중량 백분율.
수정된 감독관 테스트
원문에 인용된 미국 간척국의 경험에 따르면, 5 mm보다 큰 알갱이가 전체 토양 질량의 1/3 ~ 2/3 이상을 차지하는 경우 전체 질량으로 시험을 수행해야 합니다. 10 cm 직경의 실린더에서는 이 작업을 성공적으로 수행할 수 없으므로 소위 _수정된 프록터 테스트_에는 더 큰 직경의 실린더가 사용됩니다. 본문에서는 직경이 15,2 cm이고 높이가 23,2 cm인 원통에 대해 설명합니다. 여기서 5,5 kp의 샘플은 50의 더 작은 충격으로 각각 4,53 kp의 무게와 45,7 cm의 낙하 높이로 거의 동일한 3개의 층으로 압축됩니다. 샘플에 최대 20 mm 입자가 포함되어 있는 경우, 교란되지 않은 재료로 테스트를 수행합니다. 20 mm보다 큰 알갱이가 함유되어 있는 경우에는 시료 중 5,5kp만큼을 20 mm체로 체과하고 나머지는 5~20 mm크기의 물질로 대체한다.
이러한 방식으로 설명된 절차 외에도 본문에서는 표준 성능과 다른 모든 수행 방법을 수정된 프록터 테스트라고도 합니다.
압축 에너지
프록터 실린더 내 샘플의 압축 에너지는 방정식으로 표현될 수 있습니다. 여기서 _N_은 해머 타격 횟수, h 해머 높이(m), W 해머 무게(Mp(메가폰드)), V 샘플 부피(m3)
압축 에너지가 증가하면 시료의 압축이 더 커지고 다공성, 즉 토양 내 수분량이 감소하고 건조 부피 중량이 증가합니다. 압축 에너지 E1, E2, E3 및 E4에 대해 해당 프록터 다이어그램은 그림 3에서 얻습니다. 모든 도표는 포화도를 점근적으로 근사화한 것으로, 이는 모든 기공이 물로 채워졌을 때 0% 기공 다이어그램, 또는 95% 기공이 물로 채워졌을 때 5% 기공 다이어그램이라고도 합니다.
그림 3 — 다양한 압축 에너지에 대한 프록터 다이어그램.
가로축에 w = wz = n / γs(1-n), 세로축에 γd = γs(1-n)를 적용하면 포화도를 구성할 수 있습니다. 여기서 _n_은 토양 공극율, _γs_는 주어진 토양의 고체 입자의 부피 무게. 따라서 원하는 압축을 얻기 위해 압축 에너지를 조정할 수 있습니다. 자연 토양 또는 압축된 제방의 압축을 제어하기 위해 압축 지수 _Iz_가 본문에 종종 채택됩니다. 주어진 토양 또는 제방의 건조 부피 중량 γd 대 프록터 _γp_에 의해 얻은 부피 중량의 비율:
Iz = γd / γp.
현장에서의 설계 및 제어: 실험실 곡선만으로는 파생 레이어의 품질을 확인할 수 없습니다. 샘플링, 층 두께, 기계 통과 유형 및 수, 습도, 현장 측정, 지지력, 배수, 인접 구조물 및 지하 설치가 설계 및 제어 계획에 포함되어야 합니다. 체계적인 신호 및 접근 통제 없이 롤러나 기타 기계의 작업 영역에 접근하지 마십시오.