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입도분식 시험

입도 분석 시험(1) 적용범위이 시험은 흙의 입도분포를 구하기 위해 No.200체에 남은 시료는 체분석으로, No.200체의 통과분은 비준계 분석으로 행한다.KS F 에서는 입도란「흙입자 지름의 분포상태를 무게 백분율로 표시한 것」이라 정의되어 있다.입도는 조립토의 판별분류 및 흙의 공학적 성질을 판단하는 데에 이용된다.이 시험 방법은 KS F 2302, 2309에 규정되어 있다.(2) 시험목적흙을 토목재료로 사용하는 구조물 즉, 흙댐이나 하천제방, 도로 도는 비행장 활주로에서는 흙의 공학적인 성질을 파악하는데 흙입자의 크기와 그 입도분포가 대단히 중요한 자료로 사용된다. 따라서 흙의 입도분포를 결정하는 것은 모든 토질시험의 기초로 되어 있다.흙 시료를 입경별 표준 체로 쳐서 남은 무게를 재서 가적잔류율과 가적통과율을 계산한 결과로 입도분포 곡선을 그린다. 입도분포 곡선에서 유효입경({{ D}_{10 }), 균등계수({{ C}_{u })와 곡률계수({{ C}_{c })를 구해서 분포가 균등한가 또는 몰려있는가를 판별한다.(3) 시험기구 및 재료1 저울 : 용량 100g(감도 0.01g), 용량 10kg(감도 1g)2 체 : 4.75, 2.00, 0.85, 0.425, 0.25, 0.0106, 0.075mm, No.4, 10, 20, 40, 60, 140, 200체, PAN3 체진동기4 시료(4) 시험방법 및 순서1 시료를 적당히 준비해서,저울을 사용하여 PAN, PAN + 시료무게를 단다.2 저울을 사용하여 각 체의 무게를 단다.3 체가름 시험 목적에 맞는 짜맞춤 망체를 No.4체~No.200체를 순서대로 포갠다.4 맨위의 No.4체에 시료를 붓고 체가름은 체진동기를 사용하여 체에 상하 운동 및 수평 운동을 주고 시료를 흔들어 시료가 끊임없이 체면을 균등 하게 운동하도록 하며, 2분여 동안 체진동기를 작동한다.5 체가름을 끝낸 후,저울을 사용하여 각 체에 걸리는 시료의 무게를 단다6 이상의 결과를 가지고 입도분포 곡선 및 결과를 계산하고 입도의 양· 부를 판단한다.§ 참 고 사 항 §〔1〕 체의 종류 및 입도분포 곡선의 음미(1) 체의 번호와 체눈 크기의 규정{최대입경(mm)*************0시료의양(kg)0.150.30.72.04.07.012.018.0최대입경에 따라 필요한 시료의 양체는 철판에 눈을 원형으로 뚫거나 철망을 얽어서 만든다. 체의 호칭은 번호나 눈 크기인데, 나라마다 다르다.토질 시험에서 많이 이용되는 체는 37.5, 19.0, 4.75(#4), 2.00(#10),0.425(#40), 0.25(#60), 0.105(#100), 0.075mm(#200) 등이다.(2) 입도분포 곡선의 작도법 및 이용1 입도분포 곡선 작도법체가름이나 입도분석 결과를 반대수지에 입경과 통과율 관계를 곡선자나 운영자로 그린 것이 입도분포 곡선이다. 모래처럼 굵은 것이 많은 조립질은 대체로 체가름 시험만으로도 분포곡선이 완성되지만, 세립토는 체 분석 이외에 비중계분석을 해야 한다.각 체에 남는 무게를 잔류율, 이를 차례로 더한 것을 가적잔류율이라 한다. 가적잔류율과 가적통과율은 다음 식으로 계산한다.잔류율 ({{ P}_{r })= {{ 잔류량} over {흙의 전체무게 }× 100[％]가적잔류율 ({{ P}_{R }) = {SUM { P}_{r }가적통과율(통과중량백분율) P = {100%- { P}_{R }2 입도분포 곡선의 이용ａ) 자갈, 모래, 점토, 실트 등의 함유율을 구할 수 있다.흙을 굵은 것부터 자갈(Gravel), 모래(Sand), 실트( Mo' in Swedish), 점토(Clay)등 크게 4종류로 분류한다. 영문 첫 글자를 따서 각각 G, S, M, C 라 한다. 그런데 실트는 영어로는 Silt인데 첫글자 S 가 모래의 S 와 같아서, 스위스어인 Mo'의 첫글자를 써서 M으로 표기하며, 아주 가는 모래 라는 뜻이다.이 G, S, M, C 등의 입경 한계는 나라마다 약간씩 다르다. 모래와 실트는 다시 굵은 , 중간 , 가는 등으로 세분하기도 한다. 가장 널리 이용하는 것은 통일분류법이며, 따로 언급이 없으면 자갈, 모래, 점토, 실트 등의 입경한계는 통일분류법이다.{규정 명칭자갈/모래/실트/점토/콜로이드 등의 입경 범위(mm)통일분류법(UCS)자갈모래실트점토굵은가는4.75 0.425 0.075 0.002KS F2302-64자 갈모 래실트점토굵은중간가는굵은가는75 19 4.75 2.0 0.425 0.075 0.005각국의 자갈/모래/실트/점토에 입경한계에 대한 범위 규정ｂ) 균등계수와 곡률계수로 입도의 양·부(良·否)를 판단한다.{{ C}_{u }= { { D}_{60 } } over { { D}_{10 } }, {{ C}_{c }= { { D}`_{30 } ^{2 } } over { { D}_{10 }· { D}_{60 } }여기서{{ C}_{u }: 균등계수, 모래 ;{{ C}_{u }〉6, 자갈 ;{{ C}_{u }〉4 이면 입도가 좋다.{{ C}_{c }: 곡률계수, 1~3 이면 입도가 좋다.{{D }_{10 }, {D }_{30 }, {D }_{60 }: 각각 가적통과율 10%, 30%, 60%에 해당되는 입경(mm), 특히, {{ D}_{10 }을 유효입경 또는 유효경이라 한다.{{ C}_{u }, {{ C}_{c }조건이 모두 만족되어야 좋은 입도 , 만족하지 않으면 나쁜 입도 로 판정한다. 입도분포 곡선으로 쉽게 판단되는 특성은 다음과 같다.ㄱ곡선의 기울기가 급하면, 나쁜 입도로서, 어느 한 종류만 몰려 있다. 예 를 들면, 해수욕장의 모래처럼 인위적으로 체를 친 표준사 등은 균등계 수가 작다.ㄴ변곡점이 2개이면, 두 종류가 섞인 것이다.ㄷ{{ C}_{u }가 클수록 골고루 섞인 흙으로서 다음과 같은 특성이 있다.·틈이 chacha이 채워져서, 입자간의 치합(齒合)이 잘 되어서 강도가 크다.·간극비(e)가 낮고, 조밀한 밀도이며, 다지면 최대 건조밀도({{ gamma }_{ dmax})가 크다·투수계수(K)가 작다.ｃ) 투수계수와 모관상승고를 추정하고, 흙 댐의 필터 재료선정에 이용된다ㄱ 투수계수(K)와 모관상승고({{ h}_{c })의 추정{K(cm/sec)=C( { D}_{10 })^2; Hazen(1911){{ h}_{c } (cm)= { (0.1~0.5) { cm}^{ 2} } over { e· { D}_{10 } }여기서, K : 투수계수, {{ h}_{c }: 모관상승고 {{ D}_{10 }: 유효입경(cm)C : 100 ~ 150 1/cm·sec 범위인 상수 e : 간극비ㄴ 흙 댐(Earth dam)의 Filter 재료선정·필터 인접층의 세굴에 의한 유실 방지를 위한 층별 입도조정{{ ( { D}_{15 })subf } over { ( { D}_{85 }) subd }〈 5, {{ ( { D}_{15 })subf } over {( {D }_{15 }) subd}〈 20, {{ ( { D}_{50 })subf } over {( { D}_{50 })subd }〈 25·필터에 유입된 물을 빨리 배수시키기 위한 필터층의 입도조정{{ ( { D}_{15 })subf } over {( {D }_{15 })subd }〉4여기서, {{D }_{15 }, {D }_{50 }, {D }_{85 }: 각각 가적통과율 15%, 50%, 85%에 해당되는 입경(mm)아래첨자 f,d : 각각 필터층 및 필터층에 인접된 흙(5) 결과의 계산{입 도 분 석 시 험시험일20001년 5월 9일 수요일체번호(NO)체눈금(mm)체의무게(g)잔적토 +용기 (g)잔적토중량 (g)잔유율(%)가적잔유율 (%)가적통과율 (%)44.75504.06510.705.940.600.6099.4102.00426.37479.9553.585.416.0193.99200.85385.77702.64316.8731.9737.9862.02400.425365.47687.90322.4332.5370.5129.49600.25354.34488.66134.3213.5584.0615.941400.0106331.39447.58116.1911.7295.784.222000.075336.21361.2525.042.5398.311.69PAN286.78303.5416.761.691000TOTAL991.13고찰 : 실험 결과 실습장비 사람마다 다른 감각 등 여러 가지 이유로인한 인한 오차가 있겠지만 실험한 결과를 보면 균등계수, 곡률계수 둘 모두가 입도가 양호한 범위에 있기 때문에 이 시료의 흙은 입도가 양호한 흙으로 판단된다. 이러한 실험을 함으로써 흙의 성질을 다시 한번 더 알 수 있는 기회였고 입도분포곡선 그래프를 한번 그려보는 기회도 가져보고 또한, 입도분포 곡선으로 흙의 여러 가지를 알수 있음을 다시한번 알 수 있는 기회였다.※ 입도분포 곡선의 해석1 균등계수와 곡률계수로서 입도분포의 좋고 나쁨을 판정한다.그림의 가적통과율 10%, 30%, 60% 등에 대응되는 입경을 읽으면, 다음과 같이 나타난다.{{ D}_{10 }= 0.15mm, {{ D}_{30 }= 0.45mm, {{ D}_{60 }= 0.8mm{{ C}_{u }= { { D}_{60 } } over { { D}_{10 } }={{ 0.8} over {0.15 }= 5.33 {{ C}_{c }= { { D}`_{30 } ^{2 } } over { { D}_{10 }· { D}_{60 } }={{ { 0.45}^{2 } } over {0.8×0.15 }= 1.69·{{ C}_{u }= 5.33 〉4 이므로 좋은 입도이다.

공학/기술| 2001.09.23| 6페이지| 1,000원| 조회(774)

입도분석, 체가름, 조립토, 양입도, 빈입도

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