표준 관입 시험 문서 원본 보기

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'''표준관입시험'''(SPT; standard penetration test)은 스플리트 스푼(split spoon)이라고 하는 원통형 sampler를 시추공에 넣고 동일한 에너지로 타격을 가해 [[흙]]의 저항력을 측정하는 시험이다.
토질의 특성을 조사하는 방법 중, 시험기의 선단에 장착한 저항체를 흙속에 압입 후 관입, [[회전]], 인발시의 저항을 측정하여 토질 특성을 조사하는 [[사운딩]](sounding)의 일부며, [[콘 관입시험]], [[사운딩#베인 시험|베인 시험]] 등이 이에 포함된다.

== 샘플러 ==
분리형 원통 샘플러(split spoon sampler)는 표준 관입 시험에서 사용되는 샘플러이다. 시추가 끝나고 시추 로드 하단에 연결해서 땅 속에 관입하여 시료를 채취한다. 분리형 원통 샘플러는 땅 속에서 흙 시료가 채취되면 샘플러 상단의 밸브를 통해 공기가 빠져나간다. 시료 채취가 완료되면 다시 지상으로 나오는데 이때는 밸브가 닫히면서 통 속을 진공상태로 만들어 시료가 빠져나가는 것을 방지한다.{{Sfn|권호진, 김동수, 박준범, 정성교|2015|p=30}}

==시험방법 및 N 값==
# 시추공을 굴착후 샘플러(sampler)를 로드에 접속시켜 시추공 바닥으로 내린다.
# 로드 상단을 63.5Kg의 해머로 76cm{{Sfn|권호진, 김동수, 박준범, 정성교|2015|p=35}}{{Sfn|이인모|2015|p=17}}에서 낙하, 시추공 바닥에서의 지반교란의 영향을 없애기 위해서 15cm의 예비타격을 실시한다.
# 15cm 예비 타격이 끝나면 샘플러가 30cm 관입에 필요한 타격횟수를 구하여 표준관입시험치(N값)으로 한다.(총 15cm씩 세 번 타입)
# 50회 타격을 해도 관입량이 30cm가 되지 않으면 50회 타격시의 관입량을 기록한다(예 : 50/10 기록. 50회 타입했지만 10cm밖에 관입되지 않았다는 의미)
표준 관입 시험은 심도 1~1.5m마다 반복하여 실시한다.

==특징==
* [[시추공]] 필요
* [[교란]]시료 채취가능
*기존 경험자료가 많고 시험이 간단하여 많이 이용된다.
*시험자의 숙련도에 따른 오차가 크다.
* [[점성토]]에 대한 시험치는 신뢰도가 낮다.
*N값은 보정이 필요하다.

==N값에 영향을 주는요인==
*해머효율, 로드길이, 샘플러 종류(모양), 보링공 지름, 상재하중, 숙련도

===N값을 설계에 적용하기 위한 보정===
N값이 과소 혹은 과대 추정되는 것을 막기 위해 보정을 해준다.
*포화된 미세한 [[실트]] [[사질토|사질]]층에 대한 보정 : N값>15이면 다음 식으로 보정
:<math>N_2=15+\frac{1}{2}(N_1-15) \qquad (N_1</math>은 로드 길이에 의해 보정된 N치)
*상재하중에 대한 보정
*로드길이에 대한 보정

==결과의 이용==
===지반정수 추정===
*지반의 [[전단 강도]] 추정
*지반의 [[탄성계수]](<math>E_s</math>) 추정 : <math>\frac{E_s}{N}</math> 의 값이 클수록 자갈쪽 토질
*지반의 [[상대밀도]](<math>D_r</math>) 추정 : N값이 높을수록 <math>D_r</math>값이 높다 (촘촘한 모래)
*지반의 연경도 추정 : N값이 크면 단단
*지반의 일축압축강도(<math>q_u</math>) 추정 : <math>q_u=\frac{1}{8} N</math>
*말뚝의 지지력 추정

==== 지반의 [[내부 마찰각]] 추정 ====
Peck의 공식을 이용하면 내부 마찰각은 다음 식으로 추정 가능하다.<ref>장병욱 외, <수정판 토질역학>(2010) 550쪽, 구미서관</ref>
<math>\phi=0.3N+27 </math>

Dunham 공식을 이용하여 N치와 내부 마찰각의 관계를 알 수 있다.
* [[입도]]가 양호하고, 토립자가 모났을 때 : <math>\phi = \sqrt{12N}+25</math>
* 입도가 양호하고, 토립자가 둥글 때 : <math>\phi = \sqrt{12N}+20</math>
* 입도가 불량(균일한 [[입경]])하고, 토립자가 모났을 때 : <math>\phi = \sqrt{12N}+20</math>
* 입도가 불량(균일한 [[입경]])하고, 토립자가 둥글 때 : <math>\phi = \sqrt{12N}+15</math>

===지반공학적 설계값===
*얕은 [[기초]]의 허용지지력 추정 ([[기초#Meyerhof의 사질토 극한 지지력 공식|Meyerhof의 공식]])
*깊은 [[기초]] (말뚝)의 허용지지력
* [[액상화]] 가능성 파악 (간이예측법)
* [[지반]]반력계수 값 추정

== 한계 ==
N값은 근사적인 값으로 [[사질토]]에서는 신뢰할만 하나, [[점성토]]에 대한 시험에서는 신뢰성이 떨어진다. 자갈이 많은 토질에서는 N값이 너무 크게 측정될 수 있다. 또한 N값은 보정하는 것이 중요하며, 특히 에너지 효율에 대한 보정은 필수적이다.

== 같이 보기 ==
* [[지반 조사]]

== 외부 링크 ==
* {{유튜브|vybWfIMYel4|표준관입시험}}

== 각주 ==
<references/>

== 참고 문헌 ==
* 천병식, 지반공학(이론과 실제), 2002
* 김상규, 토질역학 (이론과 응용), 2009
* 성안당 출판사, 토목기사 과년도 시리즈(토질 및 기초), 2015
* {{서적 인용 |저자=이인모 |날짜=2015 |제목=기초공학의 원리 |출판사= 씨아이알|판=1 |isbn= 979-11-5610-063-8 |ref=harv}}
* {{서적 인용 |저자= 권호진, 김동수, 박준범, 정성교|날짜= 2015|판=2 |제목= 기초공학 |출판사= 구미서관 |isbn= 978-89-8225-5854 |ref=harv}}

[[분류:토질역학]]