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토목 - 흙의 전단강도시험 (삼축압축시험)
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토목 - 흙의 전단강도시험 (삼축압축시험)
1. 서론
1.1 개요
삼축시험은 가장 널리 이용되는 흙의 전단강도를 구하는 시험으로서 모든 종류의 흙에 대하여 적합하며, 응력조건과 배수조건을 임의로 조절할 수 있어서 현장지반의 구속압력이나 압밀압력을 재현할 수 있기 때문에 신뢰도가 큰 시험결과를 얻을 수 있다. 시료를 고무막으로 싸서 압력실 안에 설치하여 수압으로 구속압력을 가할 수 있고 시료와 셀의 압력을 다르게 하여 시료를 전단시키며, 간극수를 배수할 수 있어서 재하중에 체적의 변화뿐만 아니라 간극수압을 측정할 수도 있다. 또한 back pressure를 가하여 시료를 완전포화된 상태에서 시험할 수도 있다. 고전적인 삼축압축시험은 실린더형의 시료에 측압을 가하므로 중간주응력와 최소주응력가 같은 응력상태 즉,이므로 엄밀한 의미의 삼축시험이 아니고 축대칭 시험이다. 따라서 최근에는 정육면체형 시료에 3방향 주응력을 다르게 줄 수 있는 진삼축압축시험(true triaxial compression test)장치가 개발되어 엄밀한 의미의 3축시험을 할 수 있게 되었다. 삼축시험은 측압과 축력의 크기를 조절하면 인장시험도 할 수 있으며 시료를 등방 및 이방압밀시킬 수 있고 응력이력을 재현할 수 있으므로 토질역학시험의 정수라고 할 만하다. 삼축압축시험에서는 최소주응력인 측압을 일정하게 가한 상태에서 축차응력를 합한 값가 된다. 따라서 파괴시의 응력상태를 모어 응력원(Mohr Circle)으로 표시하여 접선을 그어서 파괴포락선을 결정하며 강도정수를 구할 수 있다. 삼축압축시험의 결과를 평면에 표시하여 파괴선곡선을 구할 수 있다. 여기에서는 모어 응력원의 중심을는 Mohr 응력원의 정점을 나타내는 값이다. 토질정수는곡선의 절편와 기울기로부터 다음과 같이 구할 수 있다.
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2013.12.26
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