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[자연과학] 흙의 전단강도 시험 [직접전단시험]

등록일 : 2012-03-13
갱신일 : 2012-03-13


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[자연과학] 흙의 전단강도 시험 [직접전단시험]
1. 실험제목

흙의 전단강도 시험 (직접전단시험)

2. 개 요

2.1 개요
흙의 전단강도는 흙 속의 임의의 면을 따라 발생하는 파괴와 활동에 저항하는 흙의 단위 면적당 내부 저항이다. 지지력, 사면안정, 그리고 토류 구조물의 횡압과 같은 흙의 안정 문제를 해석하려면, 공학자들은 전단 저항 특성을 이해하여야 한다.
이 같은 전단강도 자체는 토질정수가 아니며, 파괴면에 작용하는 수직응력에 비례한다. 흙의 고유성질을 나타내는 강도 정수는 점착력, 전단저항각이다. 이런 흙의 강도정수를 구하기 위한 대표적인 실내실험중의 하나가 직접전단시험(Direct Shear Test)이다.
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 시험으로서, 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 사용하며, 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 앞서 말한 강도정수인 점착력와 전단저항각를 결정할 수 있다.

2.2 목적
일반적으로 직접전단시험은 배수조절을 하지 않고 간극수압이나 부피변화의 측정이 없으므로 시험의 속도가 빠를 뿐 …(생략)

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