1. 개요
직접전단시험은 상하로 분리된 전단상자 속에 시료를 넣고 수직하중을 가한 상태로 수평력을 가하여 전단상자 상하단부의 분리면을 따라 강제로 파괴를 일으켜서 간편하게 지반의 강도정수를 결정할 수 있는 시험이다. 그 결과는 토압, 사면의 안정, 구조물 기초의 지지력 등의 계산에 이용하며 한국공업규격 KS F2343에 규정되어 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 수직하중를 시료의 단면적으로 나누어 구하고 전단응력는 수평력를 시료의 단면적로 나누어 계산한다.
이렇게 하여 수직하중을 3, 4회 다른 크기로 시험하여 각 수직응력에 대한 최대 전단응력의 값을 구하면 Coulomb의 파괴식으로부터 점착력와 전단저항각를 결정할 수 있다.
2. 목적
일반적으로 직접전단시험은 배수조절을 하지 않고 간극수압이나 부피변화의 측정이 없으므로 시험의 속도가 빠를 뿐 아니라, 시험절차가 간단하여 강도정수만을 목적으로 할 경우 실용적으로 많이 활용되는 시험이다. 즉, 직접전단시험을 통하여 시료가 전단파괴되는 최대수평력을 시료의 단면적으로 나눈 최대전단응력과 수직하중을 단면적으로 나눈 수직응력을 얻는데 이들을 좌표로 하는 Mohr의 파괴포락선에서 시료의 강도정수인 내부마찰각 와 점착력 c를 구하는 시험이다
3. 이론과 배경
직접전단 시험은 200여년전 Coulomb이 제안한 이래 이용되어온 시험법이다. 이 시험기의 가장 중요한 부분은 상․하부로 분리 조립이 가능한 전단상자이다.
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2012.02.29
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