원추관입력시험

Cone penetration test
USGS가 운영하는 CPT 트럭.
도면에 사용된 기호
원뿔 관입계의 단순화된 버전.

원뿔 관통계 또는 원뿔 관통계 시험(CPT)은 토양과 층층화의 지질공학적 공학적 특성을 결정하기 위해 사용되는 방법이다. 1950년대 델프트의 네덜란드 토양기계연구소에서 연질토양을 조사하기 위해 처음 개발되었다. 이 역사에 기초하여 그것은 또한 "Dutch con test"라고 불렸다. 오늘날, CPT는 전 세계적으로 토양 조사에 가장 많이 사용되고 인정된 토양 방법 중 하나이다.

시험 방법은 팁이 아래를 향하도록 계측된 원뿔을 제어된 속도로 지면으로 밀어 넣는 것으로 구성된다(1.5-2.5 cm/s 허용). 층층 층층에서의 CPT 분해능은 원뿔 끝의 크기와 관련이 있으며, 전형적인 원뿔 끝의 단면적은 3.6cm와 4.4cm에 해당하며, 단면적은 10cm 또는 15cm²이다. 매우 초기 초소형 1cm² 감산 침투계가 개발되어 1984년 캘리포니아 롱비치 지구기술공사에서 미국 이동식 탄도미사일 발사 시스템(MGM-134 Midgetman) 토양/구조 설계 프로그램에 사용되었다.

역사와 발전

원뿔 침투 시험 결과: 왼쪽의 저항과 마찰, 오른쪽의 마찰비(%)

CPT의 초기 적용은 주로 내력 토양의 지질공학적 특성 물류를 결정하였다. 원래의 원뿔 침투계는 원뿔형 팁이 있는 공구를 토양으로 밀어 넣기 위한 총 관통 저항의 간단한 기계적 측정을 포함했다. 원뿔형 팁("팁 마찰")에 의해 생성된 구성 요소와 로드 스트링에 의해 생성된 마찰로 총 측정된 저항을 분리하기 위해 다양한 방법을 사용했다. 마찰 슬리브가 추가되어 마찰의 이 성분을 정량화하고 1960년대에 토양 응집 강도를 결정하는 데 도움을 주었다.[1] 전자 측정은 1948년에 시작되어 1970년대 초에 더욱 향상되었다.[2] 대부분의 현대적인 전자 CPT 원추들 또한 모공 수압 데이터를 수집하기 위해 필터가 달린 압력 변환기를 사용한다. 필터는 보통 콘 팁( 소위 U1 위치), 콘 팁 바로 뒤(가장 일반적인 U2 위치) 또는 마찰 슬리브(U3 위치) 뒤에 위치한다. 모공 수압 데이터는 층층 결정을 지원하며 주로 이러한 효과에 대한 팁 마찰 값을 보정하는 데 사용된다. 이 피에조미터 데이터도 수집하는 CPT 테스트를 CPTU 테스트라고 한다. CPT와 CPTUT 시험 장비는 일반적으로 밸러스트가 심한 차량에 장착된 유압 램프를 사용하거나 나사로 고정된 앵커를 반력으로 사용하여 원뿔을 발전시킨다. 표준 침투 시험(SPT)에 비해 CPT의 한 가지 장점은 토양 매개변수에 대한 보다 연속적인 프로파일로서 데이터는 일반적으로 20 cm이지만 1 cm의 간격으로 기록된다.

원뿔 침투계 탐침 및 데이터 획득 시스템 제조업체에는 응용연구조합의 정점부([3][4]Sequk Division of Applied Research Associates), GeoPoint Systems BV[5], Pagani Geotechnical Equipment가 인수한 Hogentogler가 있다.[6]

추가 현장 테스트 매개변수

기계 및 전자 콘 외에도 CPT가 구축한 다양한 다른 도구들이 수년간 개발되어 지표면 아래 정보를 추가로 제공하고 있다. CPT 시험 중에 개발된 한 가지 일반적인 도구는 지진 전단파 및 압축파 속도를 수집하기 위한 지오폰 세트다. 이 데이터는 토양 액화 분석 및 저스트레인 토양 강도 분석을 위한 토양 기둥을 통해 간격마다 전단 계수 및 포아송의 비율을 결정하는 데 도움이 된다. 엔지니어는 전단파 속도와 전단계수를 사용하여 저스트레인 및 진동하중 시 토양의 거동을 결정한다. 레이저 유도 형광, X선 형광,[7] 토양 전도성/저항성,[8] pH, 온도 및 멤브레인 인터페이스 프로브, 영상 이미지 캡처를 위한 카메라 등의 추가 도구도 CPT 프로브와 연계해 점점 발전하고 있다.

영국, 네덜란드, 독일, 벨기에, 프랑스에서 사용되는 추가적인 CPT 배치 도구는 3축 자력계와 결합된 피에조콘이다. 이는 시험, 보어홀 및 말뚝이 미개척 서드넌스(UXO) 또는 더드드와 충돌하지 않도록 하기 위해 사용된다. 원뿔의 자력계는 재료, 방향, 토양 조건에 따라 프로브에서 약 2m 거리 반경 내에서 50kg 이상의 철 물질을 감지한다.

표준 및 사용

지질공학적 응용을 위한 CPT는 1986년 ASTM 표준 D 3441에 의해 표준화되었다(ASTM, 2004). ISSMGE는 CPT와 CPTU에 관한 국제 표준을 제공한다. 이후 ASTM 표준은 다양한 환경 현장 특성화와 지하수 감시 활동에 CPT의 사용을 다루었다.[9][10][11] 지질학적 토양 조사의 경우, CPT는 지질학적 토양 조사의 한 방법으로 SST에 비해 인기가 높다. 정확도, 배치 속도, 연속적인 토양 프로파일 및 다른 토양 시험 방법에 비해 비용 절감. 위에서 설명한 지진 공구를 포함하여 CPT 직접 푸시 드릴링 장비를 사용하여 상황 시험 공구를 추가적으로 발전시키는 능력은 이 과정을 가속화하고 있다.

참조

  1. ^ 베게만, H. K. S, 1965년, "토양 프로파일을 결정하는 데 도움이 되는 마찰 재킷 콘"; 절차, 제6차 ICSMFE, 몬트리올, 퀘벡, 캐나다 퀘벡, Vol I, 페이지 17-20.
  2. ^ De Reister, J, 1971년 "현장 조사를 위한 전기 침투계"; SMFE 부서 저널, ASCE, Vol. 97, SM-2, 페이지 457-472.
  3. ^ "CPT Equipment". Hogentogler & Co., Inc. Archived from the original on March 4, 2016.
  4. ^ "CPT Cones and Data Acquisition Systems - Vertek CPT". Applied Research Associates, Inc. 2016.
  5. ^ "Geopoint.nl". Geopoint Systems BV. 2016.
  6. ^ "CPT - Cones and Acquisition Systems". Pagani Geotechnical Equipment. 2015.
  7. ^ "Home Chemistry Division". chemistry.nrl.navy.mil. Retrieved 2015-04-20.
  8. ^ Strutynsky, A.I., R. Sandiford, D. Cavaliere, 1991. 포화 세밀한 토양에서의 탄화수소 오염 감지를 위한 전기전도도 측정(CMUTU-EC)에 대한 입자계 원뿔 침투 시험의 사용 ASTM 지하수 및 바도세 구역 조사의 현황
  9. ^ ASTM 6001
  10. ^ ASTM 6067
  11. ^ Strutynsky, A.I., T. Sainey, 1990. 휘발성 유기 오염 물질 플룸 탐지를 위한 입자계 원뿔 침투 시험 및 침투계 지하수 샘플링 사용 석유 탄화수소와 지하수의 유기 화학 물질: 예방, 검출 및 복원. API/NWWA

참고 문헌 목록

  • "코인 침투 시험"; T. Lunne, P.K. Robertson, J.J.M. Powell. 블랙키 아카데미 & 프로페셔널. 런던.
  • Meigh, A.C., 1987 "Cone 관통 시험 - 방법과 해석", CIRIA, Butterworths.
  • ASTM, 2004, "흙의 깊은 준정적 원뿔 및 마찰-콘 침투 시험의 표준 방법"; ASTM Standard D 3441, ASTM International, West Conshocken, PA, 7 pp.
  • ASTM D-5778 "전자마찰콘 및 토양의 피에조콘 침투시험 수행을 위한 표준시험방법"
  • CPT 및 CFTU에 대한 국제표준시험절차 - 국제토양기계학회 및 지질공학과(ISSMGE)
  • Mayne, Paul; Auxt, Jay A.; Mitchell, James K.; Yilmaz, Recep (October 4–5, 1995). "U.S. National Report on CPT" (PDF). Proceedings, International Symposium on Cone Penetration Testing, Vol. 1 (CPT '95). Linköping, Sweden: Swedish Geotechnical Society. pp. 263–276. Retrieved 2011-09-26.