포아송비 Poisson's ratio 시험실 측정방법 ; 전단강도, 변형률

포아송비 Poisson's ratio 시험실 측정방법

 

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재료의 비례한계 내에서 균일하게 분포된 축의 응력으로 인하여 생긴 직각방향의 변형율과 축방향 변형률의 비의 절대치를 말한다. 비등방성 물질의 경우 포아송비는 응력의 작용방향에 따라 변한다. 이 비율은 비례한계 이상에서 응력에 따라 변하므로 반드시 포아송비라고는 할 수 없다. 하지만 이 비를 기재할 때는 그것을 결정한 응력의 값을 표기해야 한다.

 

E = 2G(1+V)

G 전단탄성계수 E 탄성계수 V 푸아송비

E = 2G(1+V) G = E / 2(1+V)

 

벤더엘리먼트가 장착된 삼축시험장비를 이용하여 모래에 대한 일련의 압밀배수시험을 수행하여 응력, 변형률, 그리고 전단파속도를 측정하였으며 이로부터 전단강도와 포아송비의 특성을 분석하였다.

분석 결과, 전단파속도로부터 계산된 최대전단탄성계수와 파괴시의 축응력과 반경방향 응력의 합으로 정의되는 유효수직응력과는 고유한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 도출된 경험식은 전단파속도와 전단강도 그리고 마찰각간의 상관관계를 나타내므로 매우 유용하다고 판단된다. 나아가 본 연구에서는 측정된 축변형률과 체적변형률로부터 모래의 포아송비를 측정하였다. 포아송비는 변형률과 체적변화에 큰 영향을 받으며 0.15～0.6까지 변형률에 따라서 크게 증가하는 것으로 나타났다. 특히 0.2% 미만의 축변형률에서는 대략 0.25～0.4으로 기존 문헌에서 제시된 0.3～0.35를 크게 벗어나지 않지만 1% 이상의 변형률에서는 0.5～0.6으로 문헌에서 제시된 값은 포아송비를 크게 과소 예측하는 것으로 나타났다. 한국지반공학회논문집 30권5호.

GDS 실내시험 방법

 

공진주 시험 Resonant Column (GDSRCA)

shear modulus, G, and damping ratio, D, for soil specimens across the small to medium

 

strain range (< 1 %).

 

Resonance in torsion, resonance in flexure, damping ratio in torsion, damping ratio in

 

flexure and optional slow speed (<2Hz) torsional shear.

(좌) 비틂림 공진주파수 측정(G)                 (우) 흘들림 공진주파수 측정(E)

Flexural excitation in a standard torsional-resonant column device

 

Giovanni Cascante, Carlos Santamarina, and Najwa Yassir

bender element 시험

삼축셀이나 시료에서 도달시간 측정하여 속도계산 S and P -Wave velocity,

 

Combined P and S-wave elements

 

시료에서 측정

The GDS LVDT Local Strain Transducers provide on-sample small strain measurements of axial and radial strain.

 

 

Accurate determination of soil stiffness is difficult to achieve in routine laboratory testing. Conventionally, stiffness of a triaxial test specimen is based on external measurements of displacement which include a number of extraneous movements. True soil strains can be masked by deflections which originate in the compliances of the loading system and load measuring system. Such equipment compliance errors add to a variety of sample bedding effects to give a poor definition of the stress-strain behaviour of the material under test, particularly over the small strain range. Most triaxial tests therefore tend to give apparent soil stiffnesses far lower than those inferred from field behaviour (Jardine, Symes & Burland, 1984).

삼축셀 외부(external)와 내부(internal) 변형측정 (내부변형률이 큼)