흙의 다짐시험

목차

1-1 시험목적
1-2 시험배경
2-1 시험기구 및 재료
2-2 실내다짐의 종류
2-3 시험방법
2-4 시험결과
2-5 결과산출방법 및 이용

3-1 분석 및 고찰
3-2 참고문헌

본문내용

건조 단위 중량도 증가하다가 최적함수비 때에 최대의 건조단위중량을 나타내며 함수비가 최적함수비를 넘어가면서 건조단위중량도 저하된다는 것을 알 수 있었다. 이를 토대로 현장에서의 함수비가 너무 크다면 스크레이퍼, 그레이더 등을 사용하여 고름질을 실시하고 다짐에 적당한 함수비로 낮춘 후 다짐 하는 것이 좋다.
이제 이번 시험을 하면서 오차의 원인을 한번 생각해 보면은,
① 시료에 함수비에 맞는 적정량의 물을 넣고 시료와 골고루 섞어야 하는 과정이 미숙하여 시료의 함수비를 고르게 하지 못했다.
② 이론상으로는 흙의 다짐시 몰드의 모든 부분에 동등한 에너지를 줘야 하지만 실제 시험에서는 동등한 에너지를 준다는 것이 불가능하다. 따라서 몰드 내의 위치별로 건조단위중량과 함수비가 다를 수 있다.
다시 말하면 램머의 낙하 위치라던지 그리고 타격 횟수를 잘 맞추지 못하여 오차가 났다. 이것은 흙이 잘 다져지지 못하였다는 말이다.
다시 한번 정리를 해보면은, 함수비를 높일수록 습윤단위중량[] 및 건조단위중량[]이 높아지다가 최적함수비를 넘어서고 나면 다시 단위중량이 낮아지는 것을 알 수 있었다. 여기서 흙의 종류에 따라 다짐에 필요한 최적 함수비가 틀려진다는 것을 생각해 볼 수 있었다. 다시 생각해본다면 현장에서는 최적함수비를 잘 맞추어서 다짐을 할것이다. 만약 이 최적함수비를 넘어서 다짐을 한다면 연약하게 지반침하가 발생될 것이다. 그러므로 이 시험이 얼마나 중요한지를 깨닫게 해주었다. 나중에 사회에 진출하여 이런 기회가 온다면 최적함수비를 잘 맞추어서 튼튼한 지반공사를 할 것이다.
흙의 다짐이란 함수비를 크게 변화시키지 않고 간극 내의 공기를 배출시켜 입자간의 결합을 치밀하게 함으로써 단위중량을 증가 시키는 과정이다.
토목구조물의 설계나 시공을 위해서는 그 대상구조물의 종류, 규모 및 중요성에 따라 각기 다른 지반정보를 파악해야 한다.
다짐효과는 토질종류, 다짐 에너지의 크기, 흙의 함수량에 영향을 받는다. 자연상태의 흙 또는 성토한 흙과 같이 느슨한 상태로 파악된 흙을 공학적 용도로 사용하기 위해서는 흙을 외부하중에 의한 파괴나 침하에 적당히 저항하도록 개선해야 한다.
실내다짐시험의 목적은 현장에서 흙을 다질 때 살포할 가장 적절한 수량과 이 수량으로 흙을 다질 때 예상되는 단위중량을 결정하기 위한 것이다. 이를 위해 현장의 다짐에 대응하는 실내다짐시험을 한 후, 현장에서의 다짐을 시험을 통해 얻은 최대건조단위중량의 어느 일정 비율로 한정한다. 예를 들어 도로교시방서에는 “도로의 기층은 수정다짐방법의 95%이상 다져야 한다”고 규정되어 있다. 이번 시험은 실험순서와 목적을 숙지하고 실험에 임해 쉬운 실험이었다.
1. 결과 값 분석
흙의 다짐 실험이란 흙을 함수비를 변화시키면서 어느 일정한 방법으로 다져, 함수비와 건조 단위 무게의 관계를 알아내고 다짐곡선을 그려 다짐 곡선의 최정점에 해당되는 함수비인 최적 함수비와 이 점에 해당되는 건조단위체적중량인 최대 건조 단위 무게를 구함을 목적으로 실험을 하였다.
다짐곡선에서 최정점에 달하는 함수비 최적함수비를 기준으로 하여 왼쪽은 건조측이고, 우측은 습윤측이 된다. 각극 곡선은 물이 많을 수록 다짐 곡선에 거의 접근되지만 흙의 공극 속에 공기가 없이 다짐을 한다는 것은 불가능 하기 때문에 접근하지만 만날 수는 없다. 흙의 다짐 정도를 나타내는 양으로 상대 밀도(Dr%)가 있다. 상대 밀도는 일반적으로 점성이 작은 사질토에 이용된다. 실험에서 얻는 다짐 밀도는 45.06%를 가지며, Dr = 0.33~0.70 사이 값을 만족하므로 보통상태로 추정할 수 있다.
다짐곡선그래프를 살펴보면 최정점에 달하는 함수비, 최적함수비는 ( 17.9 )이고, 최대 건조단위 질량은 ( 1.64 )로 나왔다.
2. 오차 및 느낀점
실험을 하면서 오차의 발생요인을 무시할 수 없다. 전반적으로 오차가 생길 요인이 많았고 충분히 오차가 발생했을 것이라고 생각한다. 첫째 시료를 다짐하면서 시료가 일정 높이 일정 힘으로 다져지지 않았고 시료의 낙하 높이라던지 래머의 타격횟수 역시 일정하지 않았던 것으로 본다. 정리해서 말하자면 흙이 균등하게 다져지지 않았다는 것이다. 그리고 시료추출기를 사용하지 않고 몰드안의 흙의 위 부분과 아랫부분의 시료를 채취하여 2개의 함수비 평균값을 사용하였다. 이는 아래 위 함수비의 차이는 물론, 다짐의 정도가 일정하지 않은 상태에서의 다짐 시료를 채취한 것이므로 이는 다른 실험은 두 번한 값의 평균과 같다고 해도 무관하지 않은 것 같다.
이외에 요차의 요인은 측정치의 착오 및 계산의 착오를 생각 할 수 있지만, 전자 저울로 무게를 측정하는 것에서의 오차 발생요인은 무시할수 있다고 판단된다.
다짐 시험은 현장에서의 전압 기계가 흙을 다지는 상황을 실험실 내에서 재현시키는 것이라 생각하기 쉬우나 여러 경우 다짐 시험으로부터 얻어지는 다짐 곡선과 현장에서 그 흙이 전압 기계에 의하여 전압된 경우의 다짐 곡선과는 잘 일치하지는 않는다.
따라서, 실내 다짐 시험의 이용으로서는 각종 흙에 대해서 상대적으로 다지기 어려운 흙인가 아닌가를 상호 비교하고 현장의 다짐 상태를 나타내는 하나의 지표로서 사용한다. 그리고 다짐 시험 결과를 이용한 흙의 분류, 판별의 한 수법이라 말할 수 있고, 곡선의 형상에서 경험적으로 현장 시공상의 문제점도 관련시킬 수가 있다.
또한 도로나 철도 등의 성토, 노상, 노반, 휠댐 등의 다짐 시공에 있어서, 그 다짐도는 다짐 시험의 최대 건조 단위 무게에 대한 다짐 후의 건조 단위 무게와의 비, 즉 다짐도를 지정 할 때 사용된다.
3-2. 참고문헌
▶ 토질실험법(실내 및 현장 실험법과 그 결과의 이용법), 임병조김영수 共譯,
형설출판사, 1994.
▶ 토질 실험, 이상덕, 새론 출판사
▶ 황 근, “토목시공학” 1985.
▶ 토질역학 (Principle od geotechnical engineering), Braja M. Das 저, 신은철
▶ 토질 시험법 - 이송, 김태훈 공저
▶ 알기쉬운 토질 역학 - 장신남저
▶ 토질시험(원리와 방법) - 이상덕, 새론출판사
▶ 토질시험법 - 지반공학연구회, 원창출판사

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