Geotechnical Engineering Soil Compaction Chapter5 흙의다짐 v 동적또는정적하중을가하여흙의밀도를높인다 v 흙의강도증가및침하량감소 v 고속도로, 흙댐, 제방, 철도, 택지조성등 v 성토사면안정성증대 v 강륜 (smooth-wheel)

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화령 전
5 years ago
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1 Soil Compaction 흙의다짐 v 동적또는정적하중을가하여흙의밀도를높인다 v 흙의강도증가및침하량감소 v 고속도로, 흙댐, 제방, 철도, 택지조성등 v 성토사면안정성증대 v 강륜 (smooth-wheel), 양족 (sheepsfoot ) 로울러 v 공기고무타이어로울러, 진동로울러 v 바이브로플로테이션 (vibroflotation)

2 1. General Principles of Compaction v 다짐의원리 흙속의간극 ( 공기 ) 제거에의한체적압축 중량은불변 흙의다짐정도는건조단위중량으로평가 다짐시물을흙에첨가 물은윤활유역할 흙입자들은서로미끄러져서조밀해짐 함수비가증가함에따라다져진흙의건조단위중량증가

3 1. General Principles of Compaction ω=0 ; γ=γ d =γ1 함수비가증가되는상태에서동일한다짐에너지 단위부피당흙무게증가 ω=ω 1 ; γ=γ2 γ d(ω=ω 1) =γ d(ω=0) +Δγd 임의함수비초과하면함수비가증가함에따라건조단위중량감소 고체입자들로채워져 있던공간 물이차지 최대건조단위중량 (Maximum dry unit weight) 최적함수비 (OMC ; Optimum moisture content) γ d(max)

4 2. Standard Proctor Test v 표준다짐시험 (ASTM D-698; A방법 ) v 몰드부피 (V) : 943.3cm 3, 몰드직경 (D) : 101.6mm v 다짐층수 (L) : 3층, 각층당다짐횟수 (#) : 25회 v 햄머무게 (W): 5.5 lb (2.5kg) v 햄머의낙하높이 (H): 12 (304.8mm)

5 2. 표준다짐시험 vastm (D-698) 1999 년 v 습윤단위중량

6 2. Standard Proctor test v 이론적최대건조단위중량 간극사이에공기가존재하지않을경우 포화도 100% 영공기간극 (zero air void) γ γ d = ω(%) Maximum Dry Unit Weight γ d(max) Optimum Moisture Content (OMC) ω opt G γ G γ γ s w s w w γ d(theory) =γ zav = = = 1+e 1+ω Gs 1 G s +ω

7 3. Factors affecting Compaction v 다짐에영향을주는요소들 함수비 흙의종류 다짐에너지 기타.. v 흙의종류에따른영향 입도분포 입자모양 흙고체의비중 흙입자의형태 점토성분의종류및양

8 3. Factors affecting Compaction v 흙의종류에따른영향 v ASTM(D-698) v Lee & Suedkamp(1972) v 35개흙시료 일반적인경우 (a) 액성한계 30% 이하 (b), (c) 액성한계 70% 이상 (c), (d)

9 3. Factors affecting Compaction v 다짐에너지에의한영향 다짐에너지 v Weight of hammer(w h ) v Height of drop of hammer(h h ) v Number of layer(n l ) v Number of blows per layer(n c ) v Volume of mold(v m )

10 4. Modified Proctor Test v 수정다짐시험 (Modified Proctor Test) 다짐기계의대형화및다짐상태의개선 현장조건에근접한실내다짐시험모색 ASTM 시험 (D-1557): 4.54kg hammer, 5 layer, 25 blows Compaction method A B C D E Weight of hammer 2.5kgf 2.5kgf 4.5kgf 4.5kgf 4.5kgf Diameter of mold 10cm 15cm 10cm 15cm 15cm Number of layers Number of blows per layer Maximum allowable grain size mm 37.5mm 19mm 19mm 37.5mm

11 4. Modified Proctor Test v Omar et al.(2003)-311 개 자갈 45개 사질토 264개 점토 2개 ASTM 1557 C방법 vr d(max) vw (opt)

12 4. Modified Proctor Test v Omar et al.(2003)-311 개 자갈 45개 사질토 264개 점토 2개 ASTM 1557 C방법

13 4. Modified Proctor Test v Omar et al.(2003)

14 5. Structure of Compacted Cohesive Soil v 다짐을받은점성토의구조 A, E : 낮은함수비상태 : 점토입자를둘러싸고있는확산이중층발달부진 입자간인력부진 B : 함수비증가 : 입자주위에확산이중층발달 입자간인력증가 면모화발달 높은건조단위중량 C : 높은함수비로부피팽창 배열성크게함 분산구조화 단위중량감소 D : 일정함수비상태에서높은다짐에너지 점토입자배열이평행한상태로되려는경향 구조교란 분산구조

15 5. Structure of Compacted Cohesive Soil v Lambe(1958) v Boston blue clay v 함수비에따른입자배열 v Seed & Chan(1959)

16 6. Effect of Compaction on Cohesive Soil Properties v 투수계수에미치는영향 - 점토 v 압축강도에미치는영향 - 점토

17 7. Characteristics of Compaction Curves v 다짐곡선의성질 γ d(max) ω opt 가클수록은작음 γ d(max) γ d(max) 사질토는가크고, 다짐곡선의기울기가급함 점성토는가작고, 다짐곡선의기울기가완만 γ d(max) ω opt 다짐에너지가클수록가크고는작아짐 자갈및모래함유량이많을수록 d(max) 가크고 opt는작아짐 γ ω γ d ω

18 8. Field Compaction v 현장다짐 실험실 표준다짐, 수정다짐시험, Hammer에의한다짐 현장 실내다짐시험에근거 건설기계, Roller에의한다짐 토질종류, 상태에따라다짐기계선택 v 강륜롤러 (Smooth wheel roller, Drum roller) 사질토, 점성토로구성된성토의마무리작업, 두꺼운성토에부적합 v 공기타이어롤러 (Pneumatic rubber tired roller) 사질토, 점성토지반다지기, 압축작용과반죽작용 v 양족롤러 (Sheepsfoot roller) 드럼표면에돌기를부착, 점성토다짐에효과 v 진동롤러 (Vibration roller) 드럼에진동기부착, 사질토다짐에효과

19 8. Compaction Equipment v 강륜롤러 (Smooth wheel roller, Drum roller) 사질토 / 점성토성토의마무리작업, 두꺼운성토에부적합 (31~38Mg/m 2 )

20 8. Compaction Equipment v 공기타이어롤러 (Pneumatic rubber tired roller) 사질토, 점성토지반다지기, 압축작용과반죽작용 (58.5~69Mg/m 2 )

21 8. Compaction Equipment v 양족롤러 (Sheepsfoot roller) 드럼표면에돌기를부착, 점성토다짐에효과 (138~690Mg/m 2 )

22 8. Compaction Equipment v 진동롤러 (Vibration roller) 드럼에진동기부착, 사질토에가장다짐에효과가크다

23 8. Field Compaction v 롤러통과횟수에의한다짐의영향 (10~15 회 )

24 9. Specification for Field Compaction v 현장다짐에관한규정 현장에서의다짐도 실내다짐시험시최대건조단위중량의 90~95% 상대다짐도 (RC ; Relative Compaction) γ d(field) R(%)= 100 γ d(lab)

10. Determination of Field Unit Weight of Compaction v 현장에서단위중량결정 현장에서다짐작업시규정된단위중량에도달했는지확인필요 모래치환법 (Sand cone method), 고무풍선법 (Rubber balloon method), 핵밀도기사용법 (Use of a nuclear

25 10. Determination of Field Unit Weight of Compaction v 현장에서단위중량결정 현장에서다짐작업시규정된단위중량에도달했는지확인필요 모래치환법 (Sand cone method), 고무풍선법 (Rubber balloon method), 핵밀도기사용법 (Use of a nuclear density meter) v 모래치환법 W (hole & cone) =W(full bottle) -W(remain bottle) V= W -W (hole & cone) γ d(sand) (cone) Wt(soil) W d(soil) = ω (soil) (%) W d(soil) γ d(soil) = V

26 11. Special Compaction Techniques v 특수한다짐기술 바이브로플로테이션 (Vibroflotation) 지반심층부다짐 ( 현장에서널리사용되는기술 ) 느슨하고두꺼운조립토층의다짐, 바이브로플로트를분사현상 (quick condition) 을이용지반에관입하여사질토를주입하고진동시키면서상승

27 11. Special Compaction Techniques v 특수한다짐기술 동적다짐 (Dynamic Compaction) 느슨한사질지반의다짐, 무거운추를반복적으로지반에낙하 사질토채움 발파공법 조립토의밀도증대, 토층두께의 2/3 지점에폭약설치

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