동적 평판재하시험에 의한 탄성계수 측정(지반평가방법, 침하량, 지반반력계수)

동적 평판재하시험에 의한 탄성계수 측정

 

영신컨설턴트 (02) 529 8803  2015. 4

 

 

지반은 상부하중에 대하여 지지력과 침하량이 만족해야 한다. 설계 시 지반의 침하량은 탄성계수로 계산하고 도로 공항 시공시 평판재하시험 건조밀도 CBR시험 동적콘시험으로 지지력을 평가한다. 설계와 시공 시 지반평가방법이 달라 시공 후 침하가 발생한다.

 

국내에서 토공 품질관리시 침하량 1.25mm 대한 평판재하시험의 지반반력계수 (k30)로 평가한다.

 

 

 

한국 일반철도와 고속철도 상·하부 노반품질기준

 

 

동적평판재하시험기는 추의 낙하 시 발생하는 힘(force, load cell)과 변형량(geophone)을 측정하여 Boussinesq 해로 지표면의 탄성계수를 계산한다.

 

Force(적색): 추의 낙하 시 발생하는 힘

Geo1(파란색): 변형량 측정

 

 

Boussinesq 해에 의한 탄성계수 계산 :

 

Eo : Surface deflection modulus

f : Factor for stress distribution (2 or /2 π)

γ : Poisson’s ratio

σo : 평판에 등분포로 가한 응력 (=P/A)

a : 평판의 반경

do : 평판 중심의 침하량

 

 

지오폰 2 개 추가 Eo 계산식 ( 지오폰 간격 r > 2a)

 

힘과 변형량 측정 사양

높이 Height	1.40 m
사용기기 무게	<20 kg
총 무게 all weights	<30 kg
낙하무게 Drop weight 낙하고 Max drop height	10, 15 or 20 kg 85 cm

Guide rod D 22 mm stainless steel 316

 

load plate

Load plate 직경	D 100, 200 or 300 mm
Load range	1 – 20 kN
Load pulse duration Load pulse shape	15 – 30 ms sine

평판 직경 100 200 300mm로 변경 가능하여 지반의 강성에 따라 적절한 직경의 하부판을 사용하여 측정정확도를 높일 수 있다.

 

Load cell

Load cell accuracy	1 % +/- 0.1 kN
Load resolution	0.1 kN (1 KPa)
Frequency range	0-400 Hz

 

Geophone

센서 종류	Seismic Velocity Transducer
연결 가능 geophone 수	1 – 3
Geophone accuracy	Better than +/- 2%
Geophone resolution	1 micron
Geophone range	1-2200 microns (2.2mm)
Frequency range	0.2 – 300 Hz

 

 

Data capture	Data collection box
Time history (real time)	On all geophones and load cell
Resolution	16 BIT on all analogue channels (load, geophones)
Sampling	16 kHz, simultaneous sampling (load, geophones)
Data storage (peak value)	ASCII format
Data storage (time history)	ASCII or binary format

Operating System:	MS Windows 98/2000/ME/NT/XP and WIN Pocket PC
Battery function	Integrated indicator for low battery power
Sampling function	10-750 ms (user option)
Bluetooth or cable	Com. ports
Drop history	Displays measuring data

 

 

독일 DIN규정의 동적평판재하 변형계수 측정방법

 

 

독일 DIN규정의 동적평판재하시험은 평판중심의 변형량만 측정하고 낙하하중은 측정하지 않고 최대하중을 이론식으로 동적변형계수 Evd(MN/m2) 계산한다.

이 방법은 독일 토공 품질관리 기준에 있고 하중은 지반의 종류에 따라 다르게 측정될 수 있다.