토양 압축

Soil compaction
농업에서의 토양 압축의 경우 토양 압축(농업)을 참조하고 지질학적 척도의 자연 압축은 압축(지질)을 참조하며, 지표면 근처의 통합은 통합(토양)을 참조한다.

지질공학에서 토양 압축은 토양에 가해지는 스트레스가 토양 알갱이 사이의 모공에서 공기가 빠져나가면서 밀도를 일으키는 과정이다. 토양 알갱이 사이에서 물(또는 다른 액체)이 이동되어 밀도를 일으키는 스트레스를 가하면, 압축이 아닌 융접이 발생한 것이다. 보통 압축은 중장비가 토양을 압축한 결과지만, 동물 발 등의 통로로 인해 발생할 수도 있다.

토양학 및 농업학에서 토양 압축은 보통 공학적 응집과 결합의 조합이므로 토양 내 수분 부족, 물 증발에[1] 의한 내부 흡입, 동물 발의 통과에 의한 내부 흡입으로 인해 발생할 수 있다. 영향을 받은 토양은 강우량을 흡수하는 능력이 떨어지기 때문에 유출과 침식을 증가시킨다. 식물은 미네랄 알갱이가 서로 눌려 뿌리 성장에 필수적인 공기와 물을 위한 공간이 거의 남지 않아 압축된 토양에 어려움을 겪는다. 굴을 파고 있는 동물들도 그것이 더 밀도가 높은 토양이 더 침투하기 어렵기 때문에 적대적인 환경을 발견한다. 이런 종류의 압축으로부터 회복되는 토양의 능력은 기후, 광물학, 동물학에 달려있다. vertisoll과 같이 수축-스웰 용량이 큰 토양은 수분 조건이 가변적인 응축으로부터 빠르게 회복된다(건조된 주문은 토양을 수축시켜 갈라지게 한다). 그러나 카올리나이트와 같은 종족은 마를 때 갈라지지 않으며 지렁이와 같은 땅속에 사는 동물들을 호스트하지 않는 한 스스로 압축에서 회복할 수 없다. 세실 토양 시리즈가 그 예다.

현장에서 토양을 압축하기 전에, 일부 실험실 테스트는 토양의 공학적 특성을 결정하기 위해 필요하다. 다양한 특성 중에서 최대 건밀도와 최적의 수분 함량이 필수적이며 현장에서 압축할 필요 밀도를 명시한다.[2]

이곳에는 좁은 양발롤러가 장착되어 있어 새로 설치된 하수관 위에 채워진 충전물을 압축해 새로운 노면을 안정적으로 지탱하고 있다.
미 해군 해군이 운영하는 양발 드럼통이 장착된 콤팩트/롤러.
아스팔트 및 세밀한 토양을 압축하는 데 사용되는 플레인 드럼으로 진동하는 롤러.
진동 래머 작동 중.

건설중

토양 압축은 건설 과정의 중요한 부분이다. 그것은 기초, 도로, 보도, 흙막이 구조와 같은 구조 실체를 지원하기 위해 사용된다. 주어진 토양 유형의 경우 특정 성질은 특정 상황에서 적절하게 수행하는 것이 다소 바람직하다고 생각할 수 있다. 일반적으로 미리 선택된 토양은 적절한 강도를 가져야 하며, 상대적으로 압축이 잘 되지 않아 향후 정착이 유의하지 않아야 하며, 수분함량이나 그 밖의 요인이 변함에 따라 부피 변화에 대해 안정되어야 하며, 내구성이 있고 열화에도 안전해야 하며, 적절한 투과성을 가져야 한다.[3]

한 지역을 채우거나 다시 채울 때 토양은 승강기라고 불리는 층으로 배치된다. 적절하게 압축되는 첫 번째 채우기 층의 능력은 덮는 천연 재료의 상태에 따라 달라질 것이다. 부적합한 재료를 제자리에 두고 역충전할 경우, 토지의 무게로 장기간 압축되어 충진 또는 충진 지지 구조물에 침전 균열이 발생할 수 있다.[4] 자연 토양이 첫 번째 충진층을 지지하는지 여부를 판단하기 위해, 면적을 교정할 수 있다. 프루프롤링은 중장비를 활용해 채움터를 뒹굴고 처짐이 드러날지 지켜보는 것으로 이뤄진다. 이러한 영역은 러팅, 펌핑 또는 접지 직물의 발달로 나타날 것이다.[5]

적절한 토양 압축을 달성하기 위해, 프로젝트 규격은 반드시 달성해야 하는 필요한 토양 밀도 또는 압축 정도를 나타낼 것이다. 이러한 사양은 일반적으로 지질 공학 보고서에서 지질 공학 엔지니어가 권장한다.

토양 유형, 즉 곡물 크기 분포, 토양 알갱이의 형태, 토양 고형물의 비중, 점토 광물의 양과 종류는 최대 건조 단위 중량과 최적의 수분 함량에 큰 영향을 미친다.[6] 주어진 상황에서 재료를 어떻게 압축해야 하는지도 큰 영향을 미친다. 압축은 중장비를 사용하여 이루어진다. 모래와 자갈에서는 일반적으로 장비가 진동하여 토양 입자가 보다 밀도가 높은 구성으로 방향을 바꾸도록 한다. 실트와 클라이에서는 양발 롤러가 자주 사용되는데, 이것은 흙에서 공기를 몰아내는 강렬한 피복의 작은 영역을 형성한다.

적절한 압축의 결정은 토양의 현장 밀도를 결정하고 이를 실험실 시험으로 결정된 최대 밀도와 비교함으로써 이루어진다. 가장 일반적으로 사용되는 실험실 테스트는 프록터 압축 테스트라고 불리며 최대 밀도를 얻는 데는 두 가지 다른 방법이 있다. 그것들은 표준 프록터와 수정된 프록터 시험이다; 수정된 프록터는 더 일반적으로 사용된다. 소규모 댐의 경우 표준 프록터가 여전히 기준일 수 있다.[5]

구조물과 포장 밑의 토양은 압축해야 하지만, 식물이 자랄 수 있도록 조경할 수 있는 디컴팩트한 구역이 건설된 후에 중요하다.

압축 방법

물질의 압축을 이루는 데는 여러 가지 방법이 있다. 어떤 기법은 특정한 조건의 특정한 토양이나 토양에만 적합한 반면, 어떤 기법은 다른 기법보다 토양 압축에 더 적합하다. 일부는 아스팔트와 같은 비토질 물질의 혼합에 더 적합하다. 일반적으로 압축 응력뿐만 아니라 상당한 양의 전단력을 적용할 수 있는 것이 가장 효과적이다.

이용 가능한 기법은 다음과 같이 분류할 수 있다.

  1. 정적 - 큰 응력이 토양에 천천히 가해졌다가 방출된다.
  2. 충격 - 큰 덩어리를 토양 표면에 떨어뜨려 응력을 가한다.
  3. 진동 - 기계 구동 플레이트 또는 해머를 통해 반복적이고 빠르게 응력이 가해진다. 종종 롤링 컴팩트(아래 참조)와 결합된다.
  4. Gyrating - 토양이 정적 하중 축에 대한 회전 운동을 하는 동안 정적 응력이 한 방향으로 적용되고 유지된다. 실험실용으로 제한됨.
  5. 구르기 - 무거운 실린더가 흙 표면 위로 굴려진다. 일반적으로 스포츠 투구에 사용된다. 롤러 컴팩터에는 효과성을 높이기 위해 진동 장치가 장착되는 경우가 많다.
  6. 반죽 - 전단지는 인접한 위치에서 교대로 움직여서 적용한다. 롤링 컴팩트(rolling compaction)와 결합된 예는 쓰레기 매립지의 폐기물 압축에 사용되는 '시프스풋' 롤러다.

압축을 달성하기 위해 이용할 수 있는 건설 공장은 매우 다양하며 다른 곳에 설명되어 있다.

실험실에서의 시험 방법

토양 압축기는 성형수 함량과 토양의 건조 단위 무게 사이의 관계를 결정하기 위해 사용되는 실험실 압축 방법을 포함하는 시험 방법을 수행하는데 사용된다. 공학적 충수로 배치된 토양은 전단 강도, 압축성 또는 투과성과 같은 만족스러운 공학적 특성을 얻기 위해 밀도가 높은 상태로 압축된다. 또한, 기초 토양은 종종 공학적 특성을 개선하기 위해 압축된다. 실험실 압축 시험은 필요한 엔지니어링 특성을 달성하는 데 필요한 압축 및 성형 물 함량 비율을 결정하고, 필요한 압축 및 수분 함량이 달성되었는지 확인하기 위한 건설을 통제하기 위한 기초를 제공한다. EN 13286-2, EN 13286-47, ASTM D698, ASTM D1557, AASHTO T99, AASHTO T180, AASHTO T193, BS 1377:4와 같은 시험 방법은 토양 압축 시험 절차를 제공한다.[7]

참고 항목

캘리포니아 샌디에이고의 잡사이트에 있는 멀티 킵 RX1575 Rammax Sheumssfoot True Compaction Roller

참조

  1. ^ 토양 내 수분 부족으로 인한 토양 응축소
  2. ^ Jia, Xiaoyang; Hu, Wei; Polaczyk, Pawel; Gong, Hongren; Huang, Baoshan (2019). "Comparative Evaluation of Compacting Process for Base Materials using Lab Compaction Methods". Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. 2673 (4): 558–567. doi:10.1177/0361198119837953. ISSN 0361-1981.
  3. ^ McCarthy, David F. (2007). Essentials of Soil Mechanics and Foundations. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. p. 595. ISBN 978-0-13-114560-3.
  4. ^ McCarthy, David F. (2007). Essentials of Soil Mechanics and Foundations. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. pp. 601–602. ISBN 978-0-13-114560-3.
  5. ^ a b McCarthy, David F. (2007). Essentials of Soil Mechanics and Foundations. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. p. 602. ISBN 978-0-13-114560-3.
  6. ^ Das, Braja M. (2002). Principles of Geotechnical Engineering. Pacific Grove, CA: Brooks/Cole. p. 105. ISBN 0-534-38742-X.
  7. ^ "Automatic Soil Compactor". cooper.co.uk. Cooper Research Technology. Retrieved 8 September 2014.