프록터 압축 검정

Proctor compaction test

프록터 압축 테스트는 주어진 토양 유형이 가장 밀도가 높아져 최대 건조 밀도를 달성할 최적의 수분 함량을 실험적으로 결정하는 실험실 방법이다. 이 테스트는 Ralph Roscoe Proctor[de]를 기리기 위해 이름이 붙여졌다. 그는 1933년에 주어진 압축 노력을 위한 토양의 건조한 밀도가 토양 압축 동안 토양이 함유하는 물의 양에 따라 결정된다는 것을 보여주었다.[1] 그의 원래 시험은 표준 프록터 압축 시험으로 가장 흔히 언급된다. 그의 시험은 수정된 프록터 압축 시험을 만들기 위해 나중에 갱신되었다.

이러한 실험실 테스트는 일반적으로 알려진 수분 함량의 토양을 제어된 크기의 압축력을 이용하여 높이와 직경의 표준 치수의 칼라를 가진 원통형 금형으로 압축하는 것으로 구성된다. 토양은 보통 일정한 양의 동일한 층으로 응축되며, 각 층은 지정된 높이에서 표준 가중 해머로부터 많은 타격을 받는다. 이 과정은 다양한 수분 함량에 대해 반복되며 각각의 건조 밀도가 결정된다. 건조 밀도와 수분 함량의 그래픽 관계는 압축 곡선을 설정하기 위해 구성된다. 최대 건조 밀도는 압축 곡선의 피크 지점과 최적 수분 함량이라고도 알려진 해당 수분 함량에서 최종적으로 얻는다.

기술된 시험은 일반적으로 미국시험재료학회(ASTM) 표준과 일치하며, 미국도로교통관계자협회(AASHTO) 표준과 유사하다. 현재, 표준 프록터 압축 시험의 절차와 장비 세부사항은 ASTM D698과 AAHTO T99에 의해 지정되어 있다. 또한 수정된 프록터 압축 시험은 ASTM D1557과 AASHTO T180-D에 의해 지정된다.

역사

프록터의 지질 공학에 대한 매력은 버클리 캘리포니아 대학에서 학부과정을 밟으면서 시작되었다. 그는 알렉산드르 스켈레톤 경의 출판물과 자연적인 클라이스의 상황행동에 대한 그의 생각에 관심이 있었다. Skempton은 오늘날에도 널리 사용되고 있는 개념과 다공성 물 계수들을 공식화했다. 이 개념을 한 걸음 더 나아가서 건설에 부적합하게 만드는 점토와 지반토양의 상황행동에 대한 해결책을 결정하기 위한 자신의 실험적인 결론을 공식화하려는 것이 프록터의 생각이었다. 나중에 스켈레톤에 의해 채택되고 상세히 기술된 그의 아이디어는 흙과 골재의 최대 실제적으로 얻을 수 있는 밀도를 확립하기 위한 토양과 골재('실용적으로'가 이론적으로가 아닌 실험적으로 그 가치를 어떻게 발견하는가를 강조한다)의 압축을 포함시켰다.

1930년대 초, 그는 마침내 토양의 최대 밀도를 결정하는 해결책을 만들었다. 가이트타는 통제된 환경(또는 통제량 내)에서 공기가 완전히 제거될 수 있는 지점까지 토양을 압축할 수 있다는 것을 발견하여 상황 조건에서의 토양의 영향을 시뮬레이션했다. 이것으로부터, 건조 밀도는 압축 전/후 토양의 무게를 측정하고, 수분 함량을 계산하고, 나아가 건조 밀도를 계산하는 것만으로 결정될 수 있었다. 랄프 R. 프록터는 아칸소 대학에서 강의를 계속했다.

1958년에 수정된 프록터 압축 시험이 ASTM 표준으로 개발되었다. 더 높고 더 관련 있는 압축 표준이 필요했다. 대형 진동 압축기와 더 무거운 강철 면 롤러 같은 더 크고 무거운 압축 장비가 있었다. 이 장비는 안정성과 함께 토양에서 더 높은 건조 밀도를 생산할 수 있다. 이러한 개선된 특성은 도로와 고속도로를 통해 훨씬 무거운 트럭 하중을 운송할 수 있게 했다. 1970년대와 1980년대 초반에 수정된 프록터 테스트는 표준 프록터 테스트의 현대적인 대체품으로 더 널리 사용되게 되었다.[2]

토양응축 이론

압축은 일반적으로 공기의 제거와 기계 에너지의 첨가를 통한 토양 입자의 재배치에 의해 토양의 밀도로 정의될 수 있다. 압축에 의해 발휘되는 에너지는 토양이 이용 가능한 빈자리를 채우도록 강요하고, 토양 입자 사이의 추가적인 마찰력은 토양의 기계적 특성을 개선한다. 이용 가능한 모든 빈자리를 채우기 위해서는 광범위한 입자가 필요하기 때문에 잘게 경화된 토양은 등급이 낮은 토양보다 더 잘 압축되는 경향이 있다.

토양의 응축 정도는 건조한 단위 중량인 γ으로d 측정할 수 있다. 흙에 물을 더하면 흙입자에 연화제 역할을 하여 서로 더 쉽게 미끄러지게 한다. 처음에 습기가 콘텐츠로 다짐 후 건조 단위 무게 증가(ω)이 증가하고 있지만 최적 함수량(ωopt)%초과하기 때문에 공극 수압(물의 압력이 각 흙 입자 회색)은 토양 입자 apar을 추진할 것이다, 어떤 추가된 물 건조 단위 중량에 줄일 것이다.t 그들 사이의 마찰을 줄인다.

시험의 비교

원래 프록터 테스트인 ASTM D698 / AASHTO T99는 1/30입방피트의 흙을 담고 있는 직경 100 mm의 주형을 사용하며, 12인치가 떨어지는 5.5파운드 해머에 의한 25회의 타격으로 토양의 3개의 별도 리프트를 합성하여 12,375 ft-lbf/ft의3 압축력을 발휘하도록 요구한다.[3][4] "Modified Proctor" 시험인 ASTM D1557 / AASHTO T180은 동일한 몰드를 사용하지만 10 lb를 사용한다. 약 56,250ft-ft-ft/ft의3 콤팩트한 노력으로 18인치까지 떨어지는 해머. 토양이나 골재에 자갈 크기의 입자가 너무 커서 4인치 몰드에 반복성을 허용할 수 없는 경우 두 시험 모두 직경 6인치, 1/13.333ft의3 대형 몰드를 사용할 수 있다. 약 동일한 이론적 압축 노력(표준 프록터의 경우 12,320 ft-lbf/ft3, 수정된 프록터의 경우 56,000 ft-lbf/ft3)을 제공하기 위해 리프트당 타격 횟수를 56회로 늘린다.[5][6]

대체 압축 테스트

캘리포니아 교통부는 최대 습윤 밀도를 측정하는 유사한 테스트인 캘리포니아 테스트 216을 개발했으며, 부피가 아닌 테스트 샘플의 길이(사실상 높이)에 따라 압축력을 제어한다. 이 테스트의 일차적인 장점은 압축된 샘플의 증발이 필요하지 않기 때문에 최대 밀도 테스트 결과를 더 빨리 사용할 수 있다는 것이다.

참조

  1. ^ Day, Robert W. (2001). Soil Testing Manual: Procedures, Classification Data, and Sampling Practices. New York: McGraw Hill, Inc. pp. 293–312.
  2. ^ Davis, Tim(2008) 지질학적 시험, 관찰 및 문서화. 제2판 버지니아 주 레스턴: 미국 토목 공학 협회 25-26
  3. ^ ASTM 표준 D698, (2007) 표준노력을 이용한 토양의 실험실 압축특성에 대한 표준시험방법, ASTM International, West Conshoocken, PA, DOI: 10.1520/D0698-07E01
  4. ^ IHS, 산업 표준 및 규정. (2010). http://engineers.ihs.com/document/abstract/CEDGIBAAAAAAAAAA에서 검색됨
  5. ^ ASTM 표준 D1557, (2009) ASTM International, West Conshoocken, PA, DOI: 10.1520/D1557-09, 수정력을 이용한 토양의 실험실 압축 특성에 대한 표준 시험 방법
  6. ^ IHS, 산업 표준 및 규정. (2010). http://engineers.ihs.com/document/abstract/ZIDGIBAAAAAAAAAA에서 검색됨

참고 항목