현장시험은 특정 현장의 지상, 암석, 토양에서 직접 실시하는 시험방법을 말한다. 이러한 테스트는 강도, 강성, 투수성, 변형 특성 등 현장의 지반공학적 특성에 대한 정보를 수집하기 위해 수행됩니다. 현장 테스트는 엔지니어와 지질학자가 지하 조건과 다양한 유형의 건설 프로젝트에 대한 현장의 적합성을 평가할 수 있도록 하므로 현장 조사의 중요한 구성 요소입니다.
현장 테스트 방법은 일반적으로 두 가지 넓은 범주로 나뉩니다. (1) 도구나 장비를 땅에 박고 저항 또는 침투 속도를 측정하는 침투 테스트와 (2) 다양한 측정을 포함하는 비침투 테스트입니다. 그것을 관통하지 않고 땅이나 토양의 물리적 특성. 가장 일반적으로 사용되는 현장 테스트 방법으로는 SPT(표준 침투 테스트), CPT(원추 관통 테스트), Pressuremeter 테스트 및 Dilatometer 테스트가 있습니다. 이러한 각 테스트에는 고유한 장점과 한계가 있으며, 테스트 방법의 선택은 조사의 특정 목표와 조사 대상 현장의 특성에 따라 달라집니다.
현장 조사의 중요성
현장 시험은 실제 현장 조건에서 토양과 암석의 특성과 거동을 더 잘 이해하는 데 도움이 되므로 현장 조사의 중요한 부분입니다. 현장 시험을 통해 얻은 결과는 토양과 암석의 지반공학적 특성을 평가하는 데 사용되며, 이는 건물, 도로, 교량, 댐, 터널 등 다양한 토목 프로젝트의 설계 및 건설에 사용됩니다.
현장 테스트는 다음과 같은 자연 재해의 존재에 대한 정보도 제공할 수 있습니다. 산사태, 액화 및 침하. 엔지니어는 현장의 지반공학적 특성을 이해함으로써 적절한 기초, 토공사 및 기타 지반공학 구조물을 설계하여 파손 위험을 최소화하고 설계 수명 동안 구조물의 안전성과 안정성을 보장할 수 있습니다.
현장 테스트 유형
지반공학 현장 조사에 사용되는 다양한 유형의 현장 테스트가 있습니다. 일반적으로 사용되는 현장 테스트 중 일부는 다음과 같습니다.
- 표준 침투 테스트(SPT): 이 테스트에는 표준 무게와 낙하 높이를 사용하여 분할 스푼 샘플러를 땅에 박는 작업이 포함됩니다. 설정된 거리에 걸쳐 샘플러를 구동하는 데 필요한 타격 횟수를 기록하고 토양 저항을 결정하는 데 사용합니다.
- 원뿔 관통 테스트(CPT): 이 테스트에는 원뿔 모양의 침투계를 일정한 침투 속도로 땅에 밀어넣는 테스트가 포함됩니다. 침투에 대한 토양의 저항성을 측정하여 토양 특성을 결정하는 데 사용합니다.
- 압력계 테스트: 이 테스트에는 원통형 프로브를 시추공에 삽입한 다음 수압을 사용하여 확장하는 작업이 포함됩니다. 프로브를 확장하는 데 필요한 압력을 측정하고 토양 강성과 강도를 결정하는 데 사용합니다.
- 베인 전단 테스트: 이 테스트에는 베인을 토양에 삽입한 다음 회전시켜 고장을 일으키는 데 필요한 토크를 측정하는 작업이 포함됩니다. 이 시험은 연질 점토부터 경질 점토까지의 전단 강도를 결정하는 데 사용됩니다.
- 판재하시험 : 강판을 지면에 놓고 하중을 가하는 시험입니다. 하중을 받는 판의 침강을 측정하고 토양의 지지력을 결정하는 데 사용합니다.
- 교차 구멍 테스트: 이 테스트에는 두 개 이상의 시추공을 뚫고 그 안에 지진 센서를 배치하는 작업이 포함됩니다. 하나의 시추공에서 음파가 생성되고 다른 시추공으로 이동하는 데 걸리는 시간이 측정됩니다. 이 테스트는 시추공 사이의 토양의 전단파 속도와 강성을 결정하는 데 사용됩니다.
- 다운홀 테스트: 이 테스트에는 시추공에 프로브를 삽입하고 다양한 깊이에서 토양의 특성을 측정하는 작업이 포함됩니다. 이 테스트는 토양을 결정하는 데 사용됩니다. 층서학 다양한 깊이에서의 강성 특성.
표준 침투 테스트(SPT)
표준 침투 시험(SPT)은 현장 토양의 지반공학적 특성을 결정하기 위해 널리 사용되는 현장 시험입니다. 테스트에는 표준 중량과 낙하 거리를 갖춘 해머를 사용하여 표준 샘플러를 땅에 박는 작업이 포함됩니다. 샘플러를 토양 속으로 표준 거리만큼 구동하는 데 필요한 타격 횟수는 SPT "N-값"으로 기록됩니다. SPT는 토양의 전단 강도, 밀도 및 기타 특성을 추정하는 데 사용됩니다.
SPT 테스트는 일반적으로 중공 스템 오거를 사용하여 토양에 시추공을 뚫고 샘플러 튜브를 시추공에 삽입하여 수행됩니다. 그런 다음 63.5kg 무게의 표준 망치를 사용하여 75cm의 표준 거리를 통과하여 분할 스푼 샘플러를 시추공 바닥의 토양으로 밀어 넣습니다. 처음 15cm의 관통 동안 샘플러를 구동하는 데 필요한 타격 횟수는 계산되지 않으며 다음 15cm 간격으로 XNUMX번의 타격 횟수는 SPT N 값으로 기록됩니다.
SPT는 상대적으로 빠르고 저렴한 테스트이므로 현장 조사에 널리 사용됩니다. 그러나 테스트 결과는 결과를 해석할 때 반드시 고려해야 하는 토양 유형, 샘플러 크기, 해머 에너지와 같은 요소의 영향을 받을 수 있습니다.
콘 관통 테스트(CPT)
CPT(Cone Penetration Test)는 지반공학에서 널리 사용되는 현장 테스트 방법입니다. 여기에는 콘 투과도계를 일정한 침투 속도로 땅에 밀어넣고 다양한 깊이에서 침투에 대한 저항과 간극수압을 측정하는 작업이 포함됩니다. 콘 투과도계는 일반적으로 강철 콘 팁, 일련의 마찰 슬리브 세그먼트 및 간극 수압 변환기로 구성됩니다. 콘 투과도계가 땅 속으로 밀어 넣으면서 침투에 대한 저항과 간극수압 측정값이 지속적으로 기록되어 깊이가 있는 토양이나 암석 특성의 프로파일을 제공합니다.
CPT는 토양 유형, 강도, 압축성 및 지하수 조건에 대한 정보를 얻는 데 자주 사용됩니다. 시험 결과는 토양 지지력, 기초 침하, 액화 가능성 및 토양을 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 경사면 안정성. CPT는 특히 크고 복잡한 프로젝트의 현장 조사를 위한 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 방법으로 간주됩니다.
압력계 테스트
Pressuremeter 테스트는 토양의 현장 응력-변형 특성을 측정하는 데 사용되는 현장 테스트입니다. 바위. 이 테스트에서는 원통형 탐침을 지면에 삽입한 후 탐침 내부에 압력을 가하여 탐침을 팽창시킵니다. 프로브의 부피를 모니터링하는 동안 압력은 점진적으로 증가합니다. 결과적인 압력-체적 데이터는 테스트 중인 토양 또는 암석의 변형 계수 및 전단 강도 매개변수를 결정하는 데 사용됩니다. Pressuremeter 테스트는 표준 침투 테스트 또는 원뿔 침투 테스트가 적합하지 않을 수 있는 연약한 토양에서 자주 사용됩니다. 또한 기초 및 옹벽 구조물을 위한 지반 공학 설계에도 일반적으로 사용됩니다.
베인 전단 테스트
베인 전단 시험은 연질에서 경질의 응집성 토양의 배수되지 않은 전단 강도를 결정하는 데 사용되는 현장 지반 공학 시험입니다. 테스트에는 XNUMX개의 블레이드가 있는 날개를 토양에 수직으로 밀어넣고 이를 일정한 전단 속도로 회전시키며 회전을 유지하는 데 필요한 토크를 측정하는 작업이 포함됩니다. 토크 측정은 토양의 비배수 전단 강도를 계산하는 데 사용되는 최대 전단 저항을 결정하는 데 사용됩니다.
베인 전단 시험은 특히 점토와 실트의 강도를 평가하는 데 유용하며, 얕은 기초, 옹벽 및 제방 설계를 위한 토양의 비배수 전단 강도를 평가하는 데 자주 사용됩니다. 테스트는 빠르고 저렴하며 토양을 굴착할 필요 없이 시추공이나 테스트 구덩이에서 수행할 수 있습니다.
플레이트 하중 테스트
플레이트 하중 테스트(PLT)는 토양의 최종 지지력과 해당 토양에 대한 구조물의 침하 가능성을 결정하는 데 사용되는 현장 테스트입니다. 테스트에는 강철판을 지표면에 놓고 강철판이 토양에 가라앉기 시작할 때까지 유압 잭으로 하중을 가하는 작업이 포함됩니다. 침강량과 플레이트에 가해지는 압력은 하중 침강 곡선을 설정하기 위해 다양한 하중 단계에서 측정됩니다.
하중 침강 곡선으로부터 토양의 최종 지지력은 변형 계수 및 기타 토양 특성과 함께 추정될 수 있습니다. 이 정보는 건물, 교량 등 구조물의 얕은 기초를 설계하고 제방과 경사면의 안정성을 평가하는 데 유용합니다.
PLT는 일반적으로 다른 것과 함께 사용됩니다. 현장 조사 기술, 시추공 드릴링 및 샘플링, 지구물리학적 조사와 같은 현장의 토양 및 암석 상태에 대한 포괄적인 이해를 제공합니다.
크로스홀 테스트
교차 구멍 테스트는 두 개 이상의 시추공 사이에 있는 토양이나 암석 물질의 지진 특성을 결정하는 데 사용되는 현장 지구물리학적 기술입니다. 이 방법은 망치나 폭발물과 같은 에너지원을 사용하여 하나의 시추공에서 지진파를 생성하고 지음기나 가속도계를 사용하여 인근 시추공의 파도에 대한 반응을 기록하는 작업을 포함합니다. 지구물리학자는 수신기에서 파동의 도달 시간, 진폭 및 주파수 성분을 분석함으로써 지진 속도, 전단 계수, 포아송비 등 시추공 사이의 물질 특성을 결정할 수 있습니다. 교차 구멍 테스트는 기초 설계, 지진 위험 평가 및 지하수 특성화와 같은 지하 표면의 지질 공학 및 지구 물리학 조사에 일반적으로 사용됩니다.
다운홀 테스트
Abdelrahman, Kamal & AL Otaibi, Naif & Ibrahim, ElKhedr. (2021). 하향공 지진 접근법을 사용한 토양 지반공학 매개변수를 기반으로 사우디아라비아 동부 담맘(Dammam) 시가 직면한 환경 위협으로서의 토지 침하 평가. King Saud University 저널 – 과학. 33. 101233/j.jksus.10.1016.
다운홀 테스트는 시추공에서 지반공학 매개변수를 측정하는 현장 테스트의 한 유형입니다. 이러한 유형의 테스트는 일반적으로 광물 탐사에 사용되지만 지반공학 및 환경 조사에도 사용될 수 있습니다.
다운홀 테스트에는 다음과 같은 여러 유형이 있습니다.
- 다운홀 지진 테스트: 여기에는 속도와 감쇠 측정이 포함됩니다. 지진파 시추공 주변의 암석층에서. 이 정보는 지반 공학 응용 분야에서 중요할 수 있는 암석의 탄성 특성을 추론하는 데 사용될 수 있습니다.
- 하향공 벌목: 여기에는 밀도, 다공성 및 전기 전도도와 같은 암석의 다양한 특성을 측정하기 위해 시추공 아래로 벌목 도구를 내리는 작업이 포함됩니다. 이 정보는 지하 표면의 지질학 및 수문학을 특성화하는 데 사용될 수 있으며 광물 탐사, 지질 공학 및 환경 조사에 중요할 수 있습니다.
- 시추공 투과성 테스트: 시추공에 물을 주입하거나 펌핑하고 압력 반응을 측정하는 작업이 포함됩니다. 이 정보는 주변 암석의 투과성을 추정하는 데 사용될 수 있으며, 이는 수리지질학 및 지질공학 공학 응용 분야에서 중요할 수 있습니다.
전반적으로, 다운홀 테스트는 광범위한 응용 분야에서 중요할 수 있는 지하 지질학 및 특성에 대한 귀중한 정보를 제공할 수 있습니다.
