직접전단시험.Ⅰ. 시험목적흙 시료를 전단상자에 넣어 일정한 수직하중으로 압밀-배수시킨 후에, 일면 전단파괴한다. 파괴 과정의 변형에 따른 저항력 실측자료로 변형-응력 관계 그래프를 그려서 파괴 및 잔류강도와 한계 상태 간극비 등을 구하고, Mohr-Coulomb 파괴규준을 적용한 강도정수(c & φ)를 구한다.Ⅱ. 시험기구 및 재료1) 직접전단 시험기 : 직접전단 시험기는 전단상자와 재하장치로 구성된다. 전단상자 는 상하로 분리되어 있고, 아랫부분은 수침함에 고정되어 있다. 수직하중은 가압판의 중심에 있는 볼을 통해 전달되며, 윗부분은 검력계와 수평으로 연결되어 있어 흙 이 전단될 때의 힘을 읽을 수 있다. 전단상자 속에 들어 있는 공시체는 대개 아랫 상자가 이동하여 전단된다. 전단상자의 크기는 사질토에서 시료의 입경에 따라 토 질정수의 결정에 상당한 영향을 끼친다. 흙 입자의 최대치수가 크면 전단상자도 커 야 한다. (전단상자는 분리가능한 상/하부 상자 2개가 1세트로서 ○-형과 □-형 2종 류가 있다.)2) 재하장치 : 재하장치는 수직력을 작용시키기 위한 것과 수평력을 작용시키는 것 의 두가지가 있다. 일반적으로 수직방향은 응력제어, 수평방향은 변형제어 방식으 로 힘을 가한다. 이 때에 수평방향으로는 분당 0.0002 ~ 0.2mm의 속도를 가할 수 있어야 한다.3) 검력계 : 용량 100 ~ 300kgf, 감량은 용량의1/200 이하인 것4) 변위계 : 연직변위(스트로크가 10mm 이상) 와 수평변위(스트로크가 20mm 이 상)의 측정을 위하여 사용되며 정밀도 1/100 이상이어야 한다.5) 함수량 측정용구 (건조로, 데시케이터, 저울)6) 공시체 제작기구 (트리머, 쇠톱, 버니어 캘리퍼스)▶ 직접전단시험기Ⅲ. 이론직접전단 시험은 파괴면을 임의로 설정해 놓고, 파괴면에 일정한 수직응력을 가하고 있는 가운데, 전단응력을 계속 증가시켜 전단파괴가 발생될 때의 전단응력이 전단강도임을 밝히는 시험이다. 결과에서 수직응력이 증가할수록 전단응력이 증가함을 알 수 있다. 직접전단시험기? 전단상자는 위와 아래 두 쪽으로 되어 있으며 아래 상자는 고정, 위 상자는 수평 으로 움직일 수 있다.? 시료 위에서 일정한 수직력을 가한 상태에서 위 상자에 수평력을 가하여 흙을 전 단 시킨다.(b) 수직변위 - 수평변위 곡선(a) 전단응력 - 수평변위 곡선(c) Mohr - Coulomb 포락선? 전단저항력의 크기는 프루빙링(proving ring)이나 하중계로 측정하고, 수직변위와 수평변위는 다이얼게이지를 이용하여 측정한다. 직접전단시험 결과ⅰ) 직접전단시험의 장점① 시험이 간단하고 조작이 용이하다.② 공시체의 두께가 얇고 구조적으로 간극수가 쉽게 배출되므로 압밀 배수(CD) 전단 이 용이하다.③ 사질토에 사용 (점성토도 가능은 함)④ 전단면이 명확히 나타난다.⑤ 결과의 정리가 쉽다.⑥ 비용이 절감된다.⑦ 압밀중에 측방변위가 없다.ⅱ) 직접전단시험의 단점① 시료가 얇기 때문에 응력집중이 발생하고 응력이 전단면에 골고루 분포하지 않음② 전단면의 중앙보다 모서리 부분에 응력이 집중되어 진행성 파괴가 일어난다.③ 파괴시의 전단저항을 측정하므로 파괴전의 응력상태를 모른다.④ 비배수조건의 전단시험이 곤란하여 점성토는 적용에 한계가 있다.⑤ 전단시험 시 함수비가 변화하고 배수 전단시키므로 간극수압을 측정 못한다.⑥ 시험초기 및 파괴될 때의 주응력의 방향이 달라진다.⑦ 전단시료함의 마찰저항을 무시할 수 없다.ⅲ) 직접전단시험의 특징① 전단면 지점과 전단면 이물질(퇴적층, 전리층, 모래 등) 때문에 실제 강도보다 시 험치가 크게 나온다.② 조밀한 사질토나 팽창성 점토는 dilatency 때문에 부의 간극수압이 발생하며 실 제 보다도 강도가 커지므로 보정해야 한다.③ 대형 직접전단 시험기는 다져진 조립토의 시험도 가능하다.④ 자연상태의 전단방향, 주응력 방향, 크기와 시험실의 그것과는 상이하다.Ⅳ. 시험방법① 전단상자에 설치된 공시체 위에 다공질판 및 가압판을 올려서 시험기를 설치 한다.② 공시체에 소요된 수직압력 P를 가한다.③ 전단력 전달장치를 전단상자에 접촉시킨다.④ 전단변위 측정용 다이얼 게이지를 초기눈금으로 설정한다.⑤ 상하 전단상자를 연결하고 있는 록킹핀을 뽑는다.⑥ 전단력 S를 가하여 소정의 전단속도로 전단상자를 변위시킨다.⑦ 수직압력을 가한 직후 경과시간에 대한 수직변위 측정용 다이얼 게이지를 읽고 기록한다.⑧ 하중계를 읽은 값(전단력 S)이 최대값을 넘은 후 일정치로 떨어지거나 혹은 수평변위량이 시료직경의 15%를 넘은 뒤 1분간 더 전단한다.⑨ 동일한 공시체를 제작하여 위와 같은 일련의 전단시험을 4개 이상의 공시 체에 대하여 수직응력을 단계적으로 변화시키면서 수행한다.? 「토질역학」, 대영사, 2005, 저자 박용원 외? 「토질역학」, 구미서관, 2003, 저자 권호진 외? 「기본토질시험」, 도서출판 새론, 2004, 저자 이상덕Ⅰ. 실험방법①? 전단상자를 조립한다.? 모래를 조금은 넣어주 면서 수평이 되게 다져 준다.②? 전단상자와 측정용 다이얼게이지 부착.? 게이지의 초기눈금을 설정.? 직접전단시험기를 작동시킨다.③? 수평변위 20mm를 간격으로 연직변위와 전단력을 측정한다.④? 측정된 값을 표에 기록한다.? 수직응력을 각각 다르게 하여 3회 반복 실시하고 값을 측정한다.Ⅱ. 실험결과? 공시체 직경D (cm)6? 공시체 높이h (cm)2? 공시체 단면적A (cm{} ^{2})28.26① 하 중 = 전단력 읽음 값 × 0.2852※ 전단력계 비례상수 K1 : 0.2852② 전단응력(kgf/cm ^{2}) ={하``중} over {단면적A _{}}공시체 No.1공시체 No.2공시체 No.3수평변위D TIMES {1} over {100}(mm)연직변위D TIMES {1} over {100}(mm)전단력읽음전단응력tau (kgf/cm ^{2} )수평변위D TIMES {1} over {100}(mm)연직변위D TIMES {1} over {100}(mm)전단력전단응력tau (kgf/cm ^{2} )수평변위D TIMES {1} over {100}(mm)연직변위D TIMES {1} over {100}(mm)전단력읽음전단응력tau (kgf/cm ^{2} )201.5330.333203560.56520-570.575405410.414405.5700.70640-810.817607.5450.454608.5780.78760-950.9588010480.4848011810.81780-1051.05910011490.49410014820.827100-1121.13012012500.50412016840.847120-1161.17014012.7500.5041401884.50.852140-1191.20016013500.50416020850.857160-1201.21018013.549.50.4991802285.30.860180-120.51.21520013.7490.49420023.5840.847200-1211.22122014480.48422025830.837220-1201.21024014.1470.47424027820.827240-1181.19026013.647.50.47926028810.817260-1171.18028013470.4742802879.50.802280-112.51.13530012450.45430028780.787300-110.51.11532011.2440.44432028770.777320-107.51.08434010.4430.43434028750.757340-104.51.05436010420.42436028730.736360-104.51.054공시체 번호No.1No.2No.3전단응력tau _{f} (kgf/cm ^{2})0.5040.8601.221수평변위D _{hf} (mm)160180200▶ 전단응력 - 수평변위 곡선▶ 수평응력-수직응력 곡선공시체 번호No.1No.2No.3수직응력sigma _{f} (kgf/cm ^{2})---전단응력tau _{f} (kgf/cm ^{2})0.5040.8601.221→ C= 0.16(kgf/cm ^{2}) , φ = 35 °▶ 수직변위 - 수평변위 곡선공시체 번호No.1No.2No.3수평변위D _{hf} (mm)160180200수직변위D _{yf} (mm)1322-☞ 공시체 NO.3에서는 실험 도중 연직변위를 불러주고 받아 적는 데에서 문제가 발생하여 올바르게 작성하지 못하여서 제거시켰기 때문에, 수평 -수직변위 그래프에서 나타나지 않았습니다.Ⅲ. 고찰 및 오차분석이번에 했던 직접전단시험은 이 전에 했던 일축압축시험에 비해 매우 간단한 시험이었다. 실험값을 통해 강도정수를 구해내는 것이 이번 실험의 궁극적인 목적이라 할 수 있다. 전단응력 - 수평변위 그래프를 통해 최대 전단응력이 일어날 때의 수평변위가 얼마큼 일어났는지를 알 수 있었으며 그것을 직선으로 표시하였다. 두 번째 그래프인 수평 - 수직응력 그래프를 통해서는 이번 실험의 목적인 점착력(c)와 전단 저항각(Φ)을 알 수 있었는데, 그래프를 통해 얻은 c값은 0이 아니었다. 점성이 없는 사질토에서는 나올 수 없는 값이므로 실험이 잘못 되었다는 것을 뜻하는데, 이것에 대한 오차로는 실험에 사용 된 사질토에 수분이 포함 되었을 수도 있다는 것이다. 실험을 하기 전에 비가 자주 내렸고 습한 날씨가 계속 되었는데, 그로인해서 공기 중에 방치되었던 사질토에 수분이 포함되었을 수 있다는 것이고 다음으로는 모래의 전단저항각이 35°라는 것은 입자가 둥글고 균등한 모래이고 조밀한 상태를 나타내는 수치라고 할 수 있다.
▶ 압밀침하량 산정압밀침하량은 일차 압밀침하량과 이차 압밀침하량의 합이다. 1차 압밀이란 어떤 하중이 작용하여 압밀이 진행되면서 과잉간극수압이 소산되어 0 이 될 때까지의 압밀을 말한다. 이론상 과잉간극수압이 0이 되면 유효응력의 증가가 없으므로 압밀이 더 이상 진행되지 않아야 하지만 실제로는 아주 낮은 속도로 압밀이 진행되며, 이 때의 압밀을 이차압밀 또는 크리이프(creep)라고 한다. 2차 압밀에 대한 이유는 아직 명확히 밝혀지지는 않았지만 경험적으로 유기질이 많이 함유된 흙에서 많다.☞ 일차 압밀 침하량체적변형률epsilon _{v} `=`( {TRIANGLE H} over {H} )`=` {TRIANGLE V} over {V} `=` {TRIANGLE V _{v}} over {V _{s} +`V _{v0}} `=` {{TRIANGLE V _{v}} over {V _{s}}} over {1`+` {V _{v0}} over {V _{s}}} `= {TRIANGLE e} over {1`+e _{0}}에서, 압밀침하량은 식(1.1)과 같이 나타낼 수 있으며, 이 식은 압밀상태(정규압밀, 과압밀)에 관계없이 사용된다. 여기서,V _{v0}는 압밀 전 지반의 간극체적을 의미한다.압밀침하량TRIANGLE H``=` {TRIANGLE e} over {1+e _{0}} `H``````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````(1.1) 여기서,TRIANGLE H`: 압밀침하량e _{0} : 압밀 전의 지반의 간극비TRIANGLE e : 압밀에 의한 간극비의 감소량H : 압밀 전의 압밀층의 두께식(1.1)에 의해서 압밀침하량을 구하기 위해서는 대상 점토층의 압밀에 의한 간극비 감소량TRIANGLE e를 알아야 하지만 설계 시 이 값은 알 수 없다. 물론, 압밀 전후의 연직 유효응력을 산정해서 압축곡선(log` alpha _{v} prime `-`e관계 그래프) 상에서TRIANGLE e를 찾을 수 있지만, 그래프에서 찾지 않고 계수만으로 계산하는 것이 편리하므로 아는 값을 사용해서TRIANGLE e를 치환하는 방법이 많이 사용된다. 또한, 다수의 시험결과 얻어진 압축곡선들을 사용해서 대표되는(평균적인) 하나의 선을 얻는 것도 쉽지 않다. 따라서 압밀 전후의 하중강도(압력)는 알 수 있으므로 이 하중강도를 이용하여 미지수인TRIANGLE e를 없애기 위해 압축지수를 나타내는 식(1.2)를 사용하게 된다. 식(1.2)는 정규압밀상태에 관한 것이다. 과압밀상태에 관한 식도 식(1.2)와 동일하나 압축지수 대신에 팽창지수C _{s}가 사용된다.압축지수C _{s} `=` {TRIANGLE e} over {log( alpha _{v0} prime + TRIANGLE alpha _{v} prime )-log alpha _{v0} prime } `=` {TRIANGLE e} over {log {alpha _{v0} prime + TRIANGLE alpha _{v} prime `} over {alpha _{v0} prime }} ``````````````````````````````````(1.2)여기서,alpha _{v0} prime : 압밀 전의 초기 연직유효응력TRIANGLE alpha _{v} prime : 압밀 후 증가될 연직유효응력식(1.2)의TRIANGLE e를 식 (1.1)에 대입하면 정규압밀점토의 압밀침하량은 식(1.3)과 같이 정의된다. 동일한 방법으로 과압밀점토의 압밀침하량은 식(1.4), 식(1.5)에서 구해진다.정규압밀점토의 압밀침하량 :TRIANGLE H`=` {C _{c}} over {1+e _{0}} log {alpha _{v0} prime + TRIANGLE alpha _{v} prime } over {alpha _{v0} prime } BULLET H````````````````````````````````````````````````````````````````(1.3) 과압밀점토의 압밀침하량(그림1.1 참조)(ⅰ)alpha _{v0} '+` TRIANGLE alpha _{v} '` LEQ ` alpha _{vp} ' 인 경우TRIANGLE H`=` {C _{s}} over {1+e _{0}} log {alpha _{v0} prime + TRIANGLE alpha _{v} prime } over {alpha _{v0} prime } BULLET H`````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````(1.4)````(ⅱ)alpha _{v0} prime +` TRIANGLE alpha _{v} prime `>` alpha _{vp} prime 인 경우TRIANGLE H`=` {C _{s}} over {1+e _{0}} log {alpha _{vp} prime } over {alpha _{v0} prime } BULLET H`+`` {C _{c}} over {1+e _{p}} log {alpha _{v0} prime + TRIANGLE alpha _{v} prime } over {alpha _{vp} prime } BULLET (H- TRIANGLE H _{1} )```````````````````````````````````````````(1.5)여기서,TRIANGLE H _{1} `=` {C _{s}} over {1+e _{0}} log {alpha _{vp} prime } over {alpha _{v0} prime } BULLET H`````````````````````````````````````````````또는,TRIANGLE H`=` {H} over {1+e _{0}} C _{s} BULLET log {alpha _{vp} prime } over {alpha _{v0} prime } `+`C _{c} BULLET log {alpha _{v0} prime + TRIANGLE alpha _{v} prime } over {alpha _{vp} prime } ```````````````````````````````````````````````````````````````````````(1.6)< 그림1.1 > 식(1.6)의 설명도☞ 이차 압밀 침하량이차압밀침하란 일차압밀이 완료된 후, 즉 과잉간극수압이 완전히 소산되어 유효응력의 변화가 없어진 이후에도 흙 구조의 재조정에 의해 계속적으로 장기적으로 발생하는 약간의 침하를 말한다. 사실, 시간에 따른 이차압밀량의 변화에 대해서는 이론이 확립되어 있지 않으며, 시험결과를 사용해서 현장에서의 이차압밀침하량을 계산하게 된다. 이차압밀은 크리이프(creep)라고도 한다.어떤 하중증가에서 일차입밀이 종료된 후 발생하는 이차압밀동안log``t에 대한 침하(또는 간극비의 변화)는 그림(2.1)와 같이 선형이다. 이 그림에서 이차압축지수는 식(2.1)과 같이 정의되며 압밀시험에 의해서 구해진다.C _{alpha } =`` {TRIANGLE e} over {log``t _{2} ``-`log``t _{1} `} ``=`` {TRIANGLE e} over {log` {t _{2}} over {t _{1}}} ````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````(2.1) 여기서,C _{alpha } : 이차압축지수TRIANGLE e :t _{1`},t _{2} 시간 사이의 간극비의 변화< 그림2.1 > 이차압축지수의 정의와 주어진 하중증가 하의e-itlog``t의 관계현장에서의 이차압밀침하량은 식(2.2)로 계산할 수 있다. 그러나 설계 시에는 이 식을 적용하는데 필요한 현장에서의 일차압밀 완료시점(t _{1`})을 알기 어렵다는 점이다. 따라서 압밀시험 결과에 현장의 배수조건이나 압밀층두께 등을 고려해서 일차압밀완료 시점을 추정한다든가, 일차압밀량의 10~15% 정도의 이차압밀량을 고려해 두고 시공 후 침하계측치를 활용하여 일차압밀의 완료시점을 추정하는 것도 하나의 방법이 될 수 있을 것이다.이차압밀침하량은 유기질흙과 고압축성의 무기질흙에서 많이 발생하므로 중요시되나, 과압밀 무기질점토에서는 이차압축지수가 대단히 작아 실제로는 무시할 수 있다.TRIANGLE H _{s} `=` {C _{alpha }} over {1+e _{p}} BULLET log {t _{2}} over {t _{1}} BULLET H`=`C _{alpha epsilon } BULLET log {t _{2}} over {t _{1}} BULLET H``````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````(2.2)`
Ⅰ. 액성한계시험Ⅰ-1. 개요세립토는 함수비의 변화에 따라 고체 상태로부터 반고체 상태, 소성 상태 ,액체 상태로 변화하는데 이때 소성 상태와 액체 상태의 경계가 되는 함수비를 액성한계(liquid limit),라고 정의한다. 액성한계는 입자의 치수는 물론 흙의 화학성분과 광물성분 입자에 흡착되어 있는 이온 등에 따라 그 값을 달리한다. 액성한계의 값과 동일한 함수비를 가지고 있는 흙은 어떤 흙이든 최소값의 전단강도를 가진다. 따라서 자연함수비가 액성한계를 넘어서면 그 흙의 전단강도는 거의 무시할 수 있다.Ⅰ-2. 실험목적액성한계는 흙을 공학적으로 분류하는 데 널리 이용되며, 때로는 세립토의 종류를 판별하는 데 쓰여진다.이 값들이 설계에 직접 이용되는 경우는 드물지만 , 설계에 쓰여 지는 중요한 계수를 이 값들과 관련시켜 만들어낸 경험공식은 더러 있다. 경험이 많은 기술자는 액성한계와 소성지수의 값만 알아도 그 흙의 공학적 성질을 대략 추정할 수 있으므로 이 값들을 실험실에서 정확히 결정하는 것은 대단히 중요한 일이다.Ⅰ-3. 이 론유동곡선의 기울기를 유동지수(flow index)라고 하며 다음과 같이 구한다.여기서, FI = 유동지수= 낙하횟수에 해당하는 흙의 함수비 (%)= 낙하횟수에 해당하는 흙의 함수비 (%)액성한계시험에서 낙하횟수 N이 20~30 범위에 있을 때 단 한 번의 시험으로 액성한계를 구하는 방법을 일점법이라고 하며 다음 식을 이용하여 구한다.여기서, N = 홈이 12.7mm 맞닿을 때의 낙하횟수 (20~30사이의 타격횟수)= 낙하횟수 N에 해당하는 함수비= 0.121Ⅰ-4. 실험기구1) 액성 한계 측정기2) 홈파기 날3) 금속 나이프4) 분무기5) 전자저울6) 시료 및 시료그릇 등 액성 한계 측정기Ⅰ-5. 실험방법① No.200체를 통과한 공기건조한 흙 약 150g을증류수와 섞어 잘 반죽한다,② 표준 액성한계실험기구에 최대 두께가 1cm가되도록 반죽한 흙을 담는다.③ 홈파기 날을 이용하여 시료 가운데에 홈을만들어 둘로 나눈다.④ 손잡이를 돌려 초당 2회의 속도로 시료접시를1cm 높이에서 떨어뜨린다.⑤ 갈라진 틈이 약 1.5cm 정도 붙으면 타격횟수를기록하고 합류 지점의 시료를 약 10g정도를채취하여 함수비를 측정한다.⑥ 시료에 증류수를 가하여 함수비를 변화시켜가면서 (1) ~ (5)의 과정을 4~5회 반복한다.이 때 낙하횟수가 50, 40, 30, 10회 부근을얻어지도록 한다.⑦ 시험결과의 함수비와 낙하회수를 반대수 용지에표시하고 각 점들을 직선으로 연결한다. 이 선을유동직선(flow line)이라고 하며, 낙하횟수 25회에대응하는 함수비가 액성한계이다.Ⅰ-6. 실험결과 및 분석· 시험 번호(No.)No. 1No. 2No. 3No. 4· (전체흙 + 용기)의 무게 ,56.06g39.46g56.95g36.02g· (마른흙 + 용기)의 무게 ,54.40g37.38g54.83g34.09g· 함수량,1.66g2.08g2.12g1.93g· 용기의 무게 ,48.82g30.96g48.3g28.48g· 마른 흙의 무게,5.58g6.42g6.53g5.61g· 함수비,29.74%32.40%32.47%34.40%· 낙하횟수60372715· 낙하횟수가 25회인 지점의 함수비 = 32.91% ∴ 액성한계(Wι) = 32.91%32.91%25회유동직선 (flow line)Ⅰ-7. 토의 및 고찰- 오차 발생원인우선 시료를 담는 과정에서 액성 한계 측정기 그릇에 담긴 시료의 높이가 바닥과 수평이며 1cm 가 되어야 하는데 이것을 사람의 눈으로 보고 어림잡아 맞추었기 때문에 100% 정확한 실험이 되지 않았을 것이다. 또한 1초에 2회의 타격이 되어야 하는데 손으로 실험을 하는 만큼 정확한 실험을 진행 할 수 없었다. 또한 이 실험은 흙 속의 수분 함량이 중요한 만큼 이에 민감하게 반응 할 수 있는데, 시간이 지체 되어 실험 진행 중 흙의 수분이 증발할 가능성 또한 존재한다.시료에 증류수를 타서 반죽을 할 때 반죽이 골고루 이루어지지 않아서 부분별로 함수비의 차이가 생겼을 수도 있다. 그렇게 되면 측정한 시료에서 함수비를 얻기 위해 채취하게 되는 흙과 실험에 영향을 미친 흙의 함수비가 다를 수 있으리라고 생각했다. 반죽한 시료의 함수비가 일정하지 않을 경우 오차가 발생할 수 있으며 홈을 만들 때 홈이 일정하지 않아 측정하는데 오차가 발생할 수 있다.Ⅱ. 소성한계시험Ⅱ-1. 실험개요이 시험은 흙의 콘시스텐스중 소성한계를 구하기 위하여 행하는 것이므로 동시에 액성한계가 구하여 졌다면 소성지수도 계산에 의하여 얻어진다. 소성한계는 반고체 상태와 소성 상태의 경계가 되는 함수비를 말한다. 흙덩어리를 굴려서 지름 3mm가 되어 토막토막 부서지기 시작할 때의 함수비를 재면 이것이 곧 소성한계이다.Ⅱ-2. 실험목적소성한계는 소성도를 사용한 세립토의 판별분류와 흙의 공학적성질의 추정에 이용된다.Ⅱ-3. 이 론소성한계는 반고체 상태로부터 소성상태로 변하는 순간의 함수비를 말한다(). 흙의 소성지수는 흙의 액성한계와 소성한계와의 차를 말하며 다음 식에서 구한다.다만, 다음의 경우는 비소성(NP)의 기호로 표시한다.① 소성한계를 구할 수 없는 경우② 소성한계가 액성 한계와 같거나 또는 소성한계가 액성한계보다 큰 경우2이하의 점토의 중량백분율에 대한 소성지수의 비를 활성도라 한다.활성도(A) =A < 0.75 (비활성)0.75 < A < 1.25 (보통)A > 1.25 (활성)※ 액성지수(liquidity index, IL )와 점조도지수(consistency index, IC )Ⅱ-4. 실험기구1) 유리판 2) 금속 나이프3) 분무기 4) 건조기5) 전자저울 6) 시료 및 그릇Ⅱ-5. 실험방법① No.40체를 통과한 시료 약 15g을 취하여증류수를 타서 잘 반죽한다.② 반죽된 흙덩이를 소성한계 시험용 유리판에올려놓고 손바닥으로 굴려서 시료를 균일한두께의 국수모양으로 만든다.③ 국수모양의 직경이 3mm정도에서 부스러질 때까지함수비를 바꾸면서 반복한다.④ 직경이3mm일 때 부스러지는 시료의 함수비를측정한다. (1)~(3)의 실험은 2번 반복해서평균값의 함수비가 소성한계이다.Ⅱ-6. 실험결과 및 분석소성한계 및 소성지수소성한계· 시험번호No.1No.2· (전체흙용기)의 무게 ,50.51g48.64g· (마른흙용기)의 무게 ,50.45g48.62g· 물의 무게 ,0.06g0.04g· 용기의 무게 ,50.07g48.40g· 마른흙의무게 ,0.38g0.22g· 함수비 ,%15.79%18.18%두 값의 산술평균을 구하면위의 액성한계시험에서 구한 액성지수가 32.91이므로 소성지수를 구할 수 있다.표에서 소성도표에서 시료의 소성지수와 액성한계 값을 찾아 표시하면액성한계가 50% 아래고, A선 위에 존재 ∴* 액성지수 및 점조도지수 (임의로 정하지 않고 업로드 된 기존 자료를 사용)용기 (g)용기+흙 (g)건조 후 용기+흙 (g)흙 (g)물 (g)함수비 (%)49.9260.0359.899.970.141.40자연상태의 흙의 함수비() = 1.40%Ⅱ-7. 토의 및 고찰- 오차 발생원인, 실험진행상 문제점 및 개선점흙덩어리가 부서지는 원인이 소성한계에 도달한 것인지 단순히 힘에 의한 것인지를 판별할 수 있는 기준이 명확하지 않고, 시료를 평가하는 동안 시료의 양이 적어서 도중에 수분의 증발이 일어나 시험 결과에 오차가 발생했을 것이라고 생각한다.- 고 찰저번 주에 했던 체분석시험보다 이번에 한 액·소성한계시험은 좀 더 많은 시간과 정성을 기울였던 시험이었다. 이번 시험을 통해 소성지수를 측정하는 방법을 알게 되었고, 그 방법이 다른 과학적인 실험보다는 더 큰 오차가 발생 할 수 있는 것을 알게 되었다. 이러한 시험들은 오랫동안 이 분야에서 연구하는 전문가 등이 그들의 경험을 가지고 실험을 해야 그나마 오차를 줄일 수 있다고 생각했다.
