[토질및기초] 흙의 분류, 조립토, 세립토, 유기질토, 조립토와 세립토의 공학적 성질 비교, 입도분석, 체분석, 비중계분석

흙의 분류

 

 

1. 일반적인 흙의 분류

 

2. 흙의 공학적 성질에 영향을 미치는 인자

 

(1) 조립토(자갈, 모래)

 

입도가 흙의 밀도, 투수성, 전단강도 등의 공학적 성질에 많은 영향을 준다.

 

(2) 세립토(실트, 점토)

 

입도보다는 컨시스턴시(Consistency, 연경도)가 흙의 공학적 성질에 영향을 준다.

 

(3) 유기질토의 특성

 

① 자연함수비가 높다.($w_n = \rm 200 \sim300 \%$)

 

② 압축성이 크다.

 

③ 2차 압밀에 의한 침하량이 크다.

 

 

 

3. 조립토와 세립토의 공학적 성질 비교

 

4. 입도분석

 

(1) 입도

 

크고 작은 흙입자의 혼합 비율

 

(2) No.200체(0.075mm)를 기준으로 하여

 

No.200체에 잔류한 흙：체가름시험 실시

 

No.200체를 통과한 흙：비중계분석 실시

 

(3) 입도분석의 적용 구분

 

1) 체분석(Sieve analysis)

 

표준체의 체눈이 큰 것부터 작은 것 순서대로 위에서 아래로 포개어 놓고 시료를 투입하여 체진동기로 흔들어서 각 체의 잔유량을 측정하여 다음 식으로 계산한다.

 

① 잔류율

 

② 가적잔류율

 

③ 가적통과율

 

④ 표준체와 체눈의 크기

 

2) 비중계분석(Hydrometer analysis)

 

① Stokes 법칙을 적용

→ 입자의 침강속도는 침강입자의 직경의 제곱에 비례한다.

 

 

② 적용범위：0.0002 < $d$ < 0.2mm

 

㉮ $d$ > 0.2(mm)：침강시 물이 교란

㉯ $d$ < 0.0002(mm)：Brown 운동

 

여기서, $d$ : 흙입자의 직경(mm)

 

③ Stokes 법칙

 

㉮ Stokes 법칙에 의한 침강속도 공식

㉯ Stokes 법칙의 의미

→ 입자의 침강속도는 침강입자의 직경의 제곱에 비례한다.

 

④ 현탁액 중에 있는 토립자의 최대 직경：$d\rm(mm)$

 

⑤ 유효 깊이

여기서, $L_1$ : 구부 상단에서 읽은점까지의 길이$(\rm cm)$, 시간이 경과함에 따라 변한다.

$L_2$ : 구부의 길이$(\rm cm)$

$A$ : 메스실린더의 단면적$(\rm cm^2 )$

$V_B$ : 구부의 체적$(\rm cm^3 )$

 

 

 

⑥ 가적통과율의 계산

여기서, $V$ : 현탁액의 부피($\rm cm^3$)

$W_s$ : 현탁액 속에 있는 시료의 노건조 중량

$r$ : 비중계 읽음의 소수 부분(수면 상승에 대한 보정)

$C_m$ : 메니스커스 보정(0.0005)

$F$ : 온도 보정

 

⑦ 현탁액의 분산

 

㉮ 시료의 면모화를 방지하기 위해 분산시킨다.

 

㉯ 분산 방법

⑧ 비중계(hydrometer)

 

㉮ 비중계의 눈금은 0.995~1.050으로 15℃ 증류수에서 1.000이어야 된다.

 

㉯ 수면과 일치하는 비중계의 눈금이 비중계 구부 중심 부분의 현탁액의 비중이다.

 

 

 

 

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