관입형 프로브의 온도전이 특성

Abstract

지반조사 및 시료의 물성치 획득 시 교란의 영향을 최소화하고 해상도 높은 데이터를 연속적으로 획득하기 위해서 CPT, DMT 등을 비롯한 다양한 종류의 현장 관입시험기가 이용되고 있다. 이때 선단저항력과 주면마찰력 및 간극수압의 측정을 위해서 전기저항식 변형률계나 전기비저항 프로브를 이용하는 관입시험기의 경우 온도 변화에 의해 측정값이 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 전기저항식 온도측정장치 및 온도센서를 이용하여 직경 5mm와 직경 10mm의 온도 전이 측정분석용 프로브를 제작하고 관입실험을 실시하여 다양한 조건에서의 콘 내부 온도 전이 과정을 분석하였다. 온도센서는 전기비저항 프로브와의 전기적 간섭현상과 프로브 내부의 전기저항식 변형률계 부착 위치를 고려하여 선단부를 포함하여 콘 내부의 4곳에 부착하였다. 실험은 직경 30cm 높이 60cm의 대형 아크릴 셀과 직경 20cm, 높이 40cm의 소형 아크릴 셀에서 각각 주문진사와 글라스비즈를 이용하여 시료를 조성하고, 포화 상태에서 시료의 밀도와 시료 표면의 온도를 조절하면서 실험을 진행하였다. 실험 결과, 시료의 밀도가 큰 시료에서 더 큰 온도 변화가 일어났다. 또한, 관입되는 프로브 주변의 온도가 프로브 내부 온도 변화에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구는 온도 전이 측정용 콘을 개발하고 다양한 조건에서의 실내 관입 실험을 통해 정확한 지반조사를 위해서는 온도에 대한 보정이 필요함을 보여준다.