액상화시험

 

액 상 화 시 험

 

2010.6 영신컨설턴트 (02) 529 8803

 

액상화 시험 반드시 extension sleeve와 load control를 사용한다.

extension sleeve를 사용하지 않으면 하중이 계속 증가하여 액상화가 될 수 없다.

 

extension sleeve : 비등방 구조를 만들고 수평응력이 큰 경우 로드셀로 인장 측정

 

 

 

셀 내부의 internal load cell and extension sleeve 구조.

 

 

GDSLAB software

6.1 Available Tests 가능시험

• Test 1: Dynamic Cyclic test with displacement control: 진동 변형제어

High speed direct cyclic testing with control from displacement and constant cell and back

pressure.

• Test 2: Dynamic Cyclic test with load control: 진동 하중제어

High speed direct cyclic testing with control from the axial load and constant cell and back pressure.

 

6.2 Required Hardware 필요 하드웨어 장치

• Dynamic Axial Force/Displacement Control/Acquisition 수직진동장치 제어/data수집

• Cell Pressure Control/Acquisition 셀압력 제어/data수집

 

6.3 Test Procedure 시험절차(구매한 Dynamic_Loading.dll module설정)

From the Add Test Stage panel from within the Station Test Plan window select the Test Control Module:

Dynamic_Loading.dll

Add test stage, station test plan에서 test module “Dynamic_Loading.dll” 선택

Click the Create New Test Stage button to open the test stage details form.

Select the required test type, either Dynamic Cyclic with Load Control or Dynamic Cyclic with Displacement Control.

 

6.3.1 Dynamic Cyclic with Displacement Control 변형제어 입력

Dynamic Cyclic with Displacement Control provides a means to cyclically control the axial displacement at high frequency, whilst maintaining a constant cell pressure.

 

Hold pressure at end of test

Checking this box will cause the last command set to pressure sources (where computer control is possible) to be set to the final pressures. If the box remains unchecked, pressure sources will be set to hold volume (where possible).

the test seting may be reviewed using the Back button.

 

The Dynamic Cyclic (Displacement) setup screen (below) will display the current read Axial Displacement Datum and the current Cell Pressure in the system. Enter the required target Axial Displacement Datum and Amplitude and the Cyclic Frequency. Also enter the required target Cell Pressure.

 

6.3.2 Dynamic Cyclic with Load Control 하중제어

Dynamic Cyclic with Load Control provides a means to cyclically control the axial load at high frequency, whilst maintaining a constant cell pressure.

 

The Dynamic Cyclic (Load) setup screen (below) will display the current read Axial Load Datum, and the current Cell Pressure in the system. Enter the required target Axial Load Datum and Amplitude and the Cyclic Frequency. Also enter the required target Cell Pressure.

 

 

 

Click Next to proceed to the next stage(section6.3.3) 진동주파수 하중 시료의 강성입력

 

datum

마우스를 current에 대면 현재 하중이 나타나고 그 값을 target에 입력한다.

 

frequency(주파수)와 amplitude(진폭)

기계식 진동은 고주파수이면 진폭이 작아야 하고 진폭이 크면 저주파수여야 한다.

 

Important: Stiffness Estimate 시료의 강성입력 kN/mm

If the test is a load controlled test you will then be asked for an estimate of the load stiffness in kN/mm. This is used to set the servo loop gain for load control. If the value you choose is too low the system could start oscillating. You will know if this occurs because the system will make an unpleasant deep vibrating noise. You should press the abort button immediately.

시료강성은 전단시험 시 하중 변형그래프의 기울기이다. 작은 값의 입력은 작은 값에 따르기 위한 빠른 속도가 가 필요하고 큰 소리와 함께 진동이 발생한다. abort button를 누르면 진동은 중단되나 시험을 다시 시작해야 함으로 적절한 값을 입력해야한다. 보통 정적 기울기의 4-5배정도 입력한다. 초기 하중을 올릴 때 올라간 하중과 변위를 알고 그 값을 사용한다.

연약한 점토질 실토 (유효응력 =구속응력 100 -배압 40 kPa)일 때

시료직경 70mm 정적 stiffness 0.1 kN/mm측정되고 입력한 값은 0.5 - 1kN/mm정도

 

You will need experience of the system (and your specimen) to gauge the correct value for this parameter. A simple procedure is as follows:- First carry out a static cyclic test (1 cycle) using the same force datum and amplitude that you wish to use in the dynamic mode. Using this data you can estimate the average kN/mm value (x say) for this test specimen. Then carry out a dynamic cyclic test, again with only one or two cycles, using a stiffness value of 5x. Then examine the GDSLAB v2 Handbook 20/12/2005 6k-4 Dynamic Cyclic Triaxial waveform of force against time, if it is poor (not reaching targets or not a nice neat sinusoidal shape) then carry out another dynamic cyclic test using a stiffness value half of the previous value (this will make the system more responsive) and check the waveform again.

요구하는 datum으로 이동하기 위해 정적 하중을 준다. 시료의 강성을 계산하고 이 값으로 진동시험을 한다.

 

Repeat this procedure until the waveform looks good and you are meeting the required load amplitude. If at any time the waveform starts to overshoot at various points in the cycle your stiffness value is too low - you should then double the last stiffness value you used. If you chose the lower stiffness value because the waveform was not good enough then the frequency you are using is too high so use the higher stiffness value and halve the frequency.

파형과 진폭이 좋은 데이터를 얻기 위해 강성과 진동수를 조정한다.

Please note that the stiffness value is ignored for displacement controlled tests.

변형제어에서 강성 무시.

 

6.3.3 Test Termination Screen 시험종료 설정

The next step in the test setup is the selection of the estimated test time/termination options for the test.

 

 

 

• Total Cycles 최소 진동 측정 횟수 10회 후 종료.

Enter the number of cycles after which the test will stop.

• Points per Cycle 1회 진동 시 data수로 종료 최대값 설정 64

Enter the number of points to be taken per cycle – available options are 8, 16, 32 and 64 points.

• Cycles on 저장할 최대 진동수 약 50-60회 입력, default값 1000회 하지 말 것.

카드에 저장 용량이 한정되어 저장할 최대 진동수 입력

Enter the number of cycles to log data for – used in conjunction with Cycles Off, data will be logged for the number of cycles specified as on and then will not log data for the number of cycles specified as off. This will be repeated until the test stops. Please refer to your hardware manual for the amount of data that the high speed data acquisition card will hold. When performing a long test it is possible that the card will run out of memory if data from all the cycles is saved.

• Cycles Off 저장하지 않을 진동수

Enter the number of cycles to not log data for.

• Hold Pressure at end of test 압력에 고정, 체크를 안 하면 압력이 체적에 고정

Checking this box will cause the last command set to pressure sources (where computer control is possible) to be set to the final pressures. If the box remains unchecked, pressure sources will be set to hold volume (where possible).

The test settings may be reviewed using the Back button.

Back button으로 입력 확인

 

액상화 시험

 

시험기 1995년 GDS 진동시험기 Minidyn, DTI, 셀 내부 load cell, 간극 수압계

압력 장치 GDS stnadard controller 2개, cell pressure and back pressure

시료 : 직경 70mm 높이 140mm 송도 점토질 실트

 

압밀

등방 압밀 중 2200초 근처에서 extension sleeve를 작동하게 하여 잠시 로드셀 하중이 증가하고 extension sleeve속을 대기압으로 놓는다. 시료가 압밀 되면서 구속압력 만큼 extension sleeve의 영향으로 로드셀에 인장 하중이 가해진다. 시료속의 물이 배수되면서 간극수압 작아지고 로드셀은 인장하중은 증가된다. 셀 내부 load cell은 구속응력에 영향을 받지 않는다.

 

인장 하중 = (시료의 단면적 - load cell to extension top cap adapter screw 단면적) x 구속응력압밀 중 load cell하중

 

 

 

등방압밀시 extension sleeve에 의한 로드셀의 인장하중 증가

 

등방압밀 중 구속(radial), 배압 (back), 간극 (pore) 압력

 

등방압밀 중 배수량

 

load control에 의한 액상화시험

   

load amplitude(kN)를 점점 증가될 때 진동 하중

 

load amplitude(kN)를 점점 증가될 때 간극수압

 

 

load amplitude(kN)를 점점 증가될 때 연직변위