KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Development and Verification of a Large Scale Resonant Column Testing System

대형 공진주시험기의 개발 및 검증

  • Received : 2012.08.23
  • Accepted : 2012.10.23
  • Published : 2012.11.15
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Abstract

In this study, a resonant column testing system which is the largest in Korea has been developed to evaluate the dynamic deformation characteristics of coarse granular geomaterials, and the performance and the applicability of the testing system have been verified. The system has been developed as a typical Stokoe type device whose boundary conditions are fixed bottom and free top with additional mass, and can adopt a large specimen with 200 mm in diameter and 400 mm in height. The driving and measurement instruments are configured as high performance and precision systems, hence the automated testing system is appropriate to drive enough stress and to measure the behavior precisely for the test in practical manner. The dynamic response of the mechanical components and the applicability of the system have been evaluated using metal specimens as well as polyurethane specimens, and its precision was verified by comparing its results with those from other equipment and/or methods. To confirm the applicability of the large system for coarse geomaterials, the resonant column test results from both large and normal scale apparatus for the same material were compared and it was found that the result can be partially affected by scale. Finally, the dynamic deformation characteristics of coarse geomaterial which is used for construction of large dam was evaluated using the large system and its practicality could be confirmed.

본 연구에서는 대형 지반구조물의 축조재료로 이용되는 대입경 조립재료의 동적 변형특성을 평가하기 위한 목적으로 국내 최대 규모의 대형 공진주시험시스템을 구축하였으며 그 성능 및 적용성을 검증하였다. 신규 시험기는 하단 고정, 상부 자유단에 코일-자석 시스템에 의한 가진 하중을 제어하는 전형적인 Stokoe 식 공진주시험 장치이며, 지름 200 mm, 높이 400 mm의 원주형 공시체에 대한 시험이 가능다. 시험기의 구동 및 계측 시스템은 굵은 자갈 이상의 조립재료에 대한 활용에 적합하도록 출력 및 정밀도를 확보하였으며, 고정밀의 제어 계측이 가능한 자동화 시스템으로 구성되었다. 공진주시험기의 동적응답특성 및 사용성을 검증하기 위한 방안으로 금속시편과 다수의 폴리우레탄 검증 시편을 이용하여 시험을 수행하였으며 타 시험기 또는 시험기법과의 비교를 통하여 정밀도를 평가하였다. 대형 시험기의 지반재료의 동적 변형특성 평가에 대한 신뢰성을 확인하기 위하여 동일한 사질토 시료에 대한 시험을 일반 공진주시험과 병행한 결과 공시체의 크기에 따른 효과가 일부 나타나지만 전반적으로 동일한 결과를 획득하였다. 최종적으로 댐 축조용 사력재료 시료에 대한 대형 공진주시험을 수행하였으며, 그 결과의 실효성을 확인하였다.

Keywords

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