3. 1. 1실험장치의 제작
모형재하실험은 먼저 모형실험재하장치(토조)를 제작하고,연약한 실트지반과 모 래섞인 실트지반은 함수량을 점진적으로 시험 지반을 증가시키고,오염된 실트지반 은 오염물질을 점차 증가시켜서 토조내에 조성한 후,편재하중을 일정한 시간간격 으로 작용시켰다.재하단계마다 지반의 침하량과 측방변위량 및 융기량 그리고 지 반의 활동전단파괴면 등의 변형거동을 관측 및 계측하여 기록하고,고감도 사진기 로 실험과정을 촬영하여 그 결과를 분석하는 순서로 진행하였다.
토조의 측면에는 마찰의 영향을 현장조건과 비슷하게 고려하기 위하여 오일을 발랐으며,본 연구에서 사용된 모형토조의 규격은 아래에 설명하는 바와 같다.
400
15
50 500
50 50
bolt ø 8
weep ø 12 hole
soils s=1/60unit(mm)
porous plane filter
load
body reinforced
Fig3.1Frontview ofmodeltestapparatusunit(mm)
Fig 3.1은 모형재하실험장치의 모식도로서 재하장치의 크기는 길이 50cm,높이 40cm,폭이 15cm이고,변형을 관측할 수 있도록 재하틀의 전면에 60cm×50cm,두 께 2cm의 투명한 아크릴판을 부착하였으며,배면에는 아크릴판과 같은 크기로 두 께 2cm의 강판을 부착하여 강성을 유지하였다.
양측면은 15cm×40cm,두께 6mm의 강제 챤넬(channel)을 부착하여 강성을 증 가시켰고,저면에는 50cm×15cm,두께 12cm의 강제 챤넬을 이용하여 재하지반의 변형을 억제하였다.또한 아크릴판의 변형을 방지하기 위해 모형토조의 사각모서 리 부분에 폭 5cm,두께 5mm의 보강재를 설치하였으며,측면의 챤넬과 전면 및 배면판과 접합부의 배수를 방지하기 위하여 고무패킹을 삽입하여 볼트로 접합하 였고,토조 하부에 2cm 높이의 투수공간을 설치하여 배수되도록 제작하였다.
3. 1. 2실험방법
모형재하실험은 동일한 입도분포를 갖는 실트질 시료를 채취하여,토조에 시험 지반을 조성한 후 실시하였다.시료는 토조에 높이 40cm가 되게 거치하여 현재의 함수비가 유지되도록 한 다음 하루정도 안정될 시간을 가졌으며,시료가 안정되면 관측창을 분리하고 시료의 전면에 백색의 수성페인트로 2cm 간격의 메쉬를 그린 후 관측창을 다시 결합하여 관측창의 메쉬와 일치시킨 다음 상부에서부터 10cm 정도를 제거하였다. 하중재하판은 납으로 제작된 것으로서 재하판의 크기는 12.5cm×15cm×2cm이고,재하판 하나의 무게는 0.05kg/cm2이다.비배수조건하에서 일정한 시간간격으로 편재하중을 0.05kg/cm2씩 증가시켜 각각의 재하단계마다 지반의 침하량과 측방변위량 및 융기량의 변화와 활동전단파괴 등의 변형거동을 정밀한 카메라로 촬영하여 관측하는 순서로 진행하였다.
재하판 우측의 지표면에 6cm 간격으로 다이얼게이지를 설치하여 각각의 재하단계 마다 시간의 경과에 따라 융기량을 측정하였으며,변위량이 15분 동안에 1/100mm 이하가 되면 변형이 정지된 것으로 보고 다음단계의 하중을 작용시켰다.
Fig3.2는 모형재하실험중의 정면사진을 나타낸 것이다.
Fig3.2Thephotographduringmodeltest
q
lateral displacement L settlement
d upheaval
40cm
30cm
50cm
10cm
Fig3.3Displacementofparticlesinsoilsbymodeltest
Fig 3.3은 모형재하실험에서 하중에 의한 지반내의 토립자의 변위형태를 변위벡
터로서 도시한 것으로서 연약지반위에 편재하중이 작용하게 되면 하부지반에 응력 이 증가하고 간극수압의 변화로 침하가 발생하게 된다.또한 지속적으로 하중이 증 가하면 간극수압이 증가하고,그에 따라 수두차가 커져서 측방유동압과 지표면 융 기량이 증가하여 결국에는 활동파괴가 유발된다.