[토목공학과 토질역학] 최고의 요점정리자료! 3탄 - 투수 및 다짐

소개글

한양대토목공학과 박사님의 요점정리자료!

학부생의 심화학습부터 석사과정 학생의 필수자료!

목차

1. 흙을 통과하는 물의 1차원 흐름
1) 지하수
2) 수두
3) Darcy의 법칙
4) 경험에 의한 투수계수 관계식
5) 흙의 각 층을 평행하게 흐르는 흐름
6) 흙 층을 수직으로 흐르는 흐름

2. 투수계수의 결정
1) 정수두(Constant head) 실험
2) 변수두 실험
3) 양수시험에 의한 투수계수 결정

3. 건조단위중량과 함수비의 관계
1) 기본개념
2) Proctor의 다짐실험(Proctor compaction test)
3) 영공기간극곡선
4) 다짐의 중요성
① 다짐점토의 투수성
② 다짐점토의 압축특성
③ 다짐점토의 강도특성
5) 현장다짐
6) 다짐의 품질 조절

본문내용

지하수
안정한 상태에서 중력의 영향을 받아 흐르는 물에 대해 생각해 보자. 안정한 상태란 무엇일까? 중력흐름은 반드시 경사가 있어야만 일어난다. 흐름은 언덕에서 일어나게 되는 것이다. 안정한 상태란 시간에 따른 흐름이나 간극수압의 변화에 따라 일어나는 것이 아니다. 간극수압은 간극사이에 있는 물이 받는 압력이다.
땅에 구멍을 파게 되면, 물이 포화상태를 초과하여 구멍의 어느 선까지 올라오는 것을 볼 수 있다. 이 물의 높이를 지하수위 또는 지하수면이라 부르며, 유체역학적(hydro statics) 상태로 존재한다. 유체역학적 상태란 흐름이 zero일 때 발생한다. 지하수위 제일 표면은 대기압을 받고 있다. 지하수위는 ▼ 기호로 나타낸다.
수두
Darcy의 법칙은 지하수에 대한 지배적인 방정식이다. 그러나 Darcy의 법칙을 알아보기 전에 유체역학에 있어서 중요한 베르누이 방정식에 대해서 알아보도록 하자. 베르누이 방정식은 지하수의 흐름을 이해하는데 필수요소이다.
유리관의 한쪽 끝을 마개로 막은 후 물을 채우고, 그림 2.17에서와 같이 테이블 위에 올려놓아 보자. 테이블에서부터 물의 꼭대기까지의 높이를 압력수두(hp)라고 한다. 유리관을 테이블에서 위로 더 올리게 되면 역학적 에너지 또는 전수두는 증가한다. 여기서 전수두는 압력수두(hp)와 위치수두(hz)의 합으로 나타난다. 만약 물이 안정한 상태에서 속력(v)을 갖고 흐른다면, 속도에 의한 수두 를 더해줘야 한다. 전수두(또는 Piezometric head) H는 베르누이의 법칙에 따라 다음과 같이 나타낸다.
Darcy의 법칙
Darcy(1856)는 흙 속을 흐르는 물의 평균 속도는 전수두의 기울기에 비례한다 라며 다음 식을 제안하였다. 어떤 방향에서의 흐름을 j라고 할때 이다. 여기서, v는 평균속도이며, k는 투수계수, 그리고 dH는 거리 dx에 대한 총 수두의 변화이다. 투수계수(k)는 거리/시간의 차원이며, 단위는 보통 cm/s를 쓴다. 그림 2.18에서 Darcy의 법칙은 다음과 같다.

참고 자료

없음