흙의 다짐시험

목차

1.시험목적
2.시험기구
3.시험방법
4.결과산출방법
5.시험결과
6.분석 및 고찰
7.참고문헌
8.별지

본문내용

비로 3∼4회 큰 함수비로 3∼4회로 전부 6∼8회 실시한다.
(8) 측정결과를 정리하고, 보고서를 작성한다.
4. 결과산출방법
(1) 데이터 시트를 작성한다.
(2) 건조단위중량(건조밀도) γd를 계산한다.
(3) 다짐곡선을 그린다.
세로축은 건조단위중량 γd, 가로축은 함수비 ω로 잡고 각 함수비에 대한 건조단위중량을 표시하면 다짐곡선이 얻어진다. 이 곡선으로부터 최대건조단위중량 γd max과 최적함수비 ωopt를 구한다.
- 각 시험에서 습윤단위중량 γt를 다음과 같이 구한다.
γt =
W2 - W1
[gf/㎤]
V
여기서, W1 : (몰드+저판)의 무게[gf]
W2 : (몰드+저판+습윤시료)의 무게[gf]
V : 몰드의 체적 [㎤]
- 각 시료의 함수비 ω를 알고 있으므로 건조단위중량 γd를 구할수 있다.
γd =
γt
=
W2 - W1
[gf/㎤]
1+ω/100
V(1+ω/100)
(4) 영 공기 간극곡선
건조단위중량을 구하는 다음의 식에서 S=1.0로 두고 함수비와 건조단위 중량과의 관계곡선을 구하면 이것이 영공기 간극곡선(또는 포화곡선)이 된다. 그밖에 90%포화곡선 또는 80%포화곡선을 얻기 위해서는 S=90 또는 S=80을 대입한다.
γd =
Gs·γw
=
γw
1+ω·Gs/S
1/Gs + ω/S
여기서, Gs : 흙입자의 비중
γw : 물의 단위중량
S : 포화도 [%]
※ 실험에서 Gs = 2.7로 가정
5. 시 험 결 과
(1) Data sheet
흙의 표준다짐시험
몰드 무게 : 13.64kg
몰드 부피 : 2193.12㎤(직경 : 14.95cm, 높이 : 12.5cm)
램머 무게 : 4.54kg
시 험 회 수
1
2
3
4
추가된 물의 양 (㎖)
0
400
200
200
몰드+시료 무게 (kg)
17.58
18.18
18.25
18.09
평균함수비 (%)
9.3
16.33
17.41
21.2
습윤단위중량 (g/㎤)
1.796
2.070
2.102
2.029
건조단위중량 (g/㎤)
1.643
1.779
1.790
1.674
상
용기무게 (g)
18.5
17.6
23.4
16.0
용기+습윤시료 (g)
59.0
42.4
63.3
75.0
용기+건조시료 (g)
55.4
39.2
57.3
64.5
건조시료 (g)
36.82
21.6
33.9
48.5
물의 무게 (g)
3.6
3.8
6
10.5
함수비 (%)
9.7
17.59
17.70
21.65
중
용기무게 (g)
14
46.1
16.3
18.8
용기+습윤시료 (g)
42.1
62.9
50.5
60.1
용기+건조시료 (g)
39.8
60.7
45.5
53.0
건조시료 (g)
25.8
14.6
29.2
34.2
물의 무게 (g)
2.3
2.2
5
7.1
함수비 (%)
8.9
15.07
17.12
20.76
(2) Graph
- zero air void curve에서 비중(Gs)은 2.70을 사용하였음.
- Maximum dry unit weight : 1.790 g/cm3
- Optimum water content : 17.41 %
- Compaction energy
6. 분석 및 고찰
반복법에 의한 수정다짐을 시행하였다. 원칙적으로는 시료를 충분히 확보한 후에 동일 시료에 물을 넣지 않았을 때와 계속 해서 일정량의 물을 넣었을 때의 흙의 건조단위중량을 산출하여 최대 건조 단위중량을 구하고 그때의 함수비 값이 그 흙의 최적 함수비가 되는 것이다. 시료가 없는 관계로 동일 시료에 계속해서 물을 첨가하는 방식의 실험을 했고, 4.54kg(10 lb)해머를 이용해서 5층 55회 다짐을 시행한 결과 최적 함수비=17.41% 최대건조단위중량 = 1.790 g/㎤을 얻을 수 있었다. 또 흙의 비중(Gs)을 2.70으로 가정하여 포화도에 따른 영 공기 간극(zero air void)을 얻었다.
이 실험을 통해서 함수비를 증가시키면 건조단위중량이 계속증가를 하다가 어느 정점에 이르러서는 건조단위중량이 감소를 한다는 것을 알수가 있었다. 이런 다짐 실험은 물이라는 매개체를 첨가함으로써 흙을 다질 때 더 단단하게(흙 입자들 사이의 간극을 줄일 수) 다질 수 있다는 사실을 알게 해 준다. 그렇다면 이런 실험을 할 때 물이 아니라 다른 특수 용액들을 넣으면 어떨까...?
예전 아르바이트 실험을 할 때 콩기름 다짐과, 디젤(기름)다짐도 해보았었다. 하지만 그때 뭐가 뭔지도 모르고 다짐봉만 내리치던 생각이 떠올랐다. 기회가 된다면 그때 실험을 다시 해볼수 있었으면 한다. 그럼 물,과 다른 용액을 넣었을 때 결과가 어떻게 변하는지 알 수 있을 것 같다.
그리고 이 실험에서 타격 횟수(다짐 에너지)를 변화 시키면 최대 건조단위중량과 최적 함수비는 어떻게 변화하는지 책을 통해서 유추해 볼수 있었다. 다짐에너지가 증가함에 따라 최대 건조단위중량은 증가하고, 최적 함수비는 어느 정도 계속해서 감소를 할 것이다. 이 이유는 같은 양의 물을 첨가하고도 10회 다지는 것과 50회 다지는 것을 생각해본다면, 당연한 결과 임을 알수 있다. 50회 다졌을 때 다짐이 훨씬 잘 이루어 지고 단단해 질 것 이라는 사실은 어느 누구라도 쉽게 생각을 할수 있을 것이다.
예전 실험을 할 때는 왜 하는지 통 이해를 할 수가 없었는데, 수업 시간에 이론적으로 배울 때 그 실험이 무엇인지 비로소 조금 알게 되었었다. 이번 실험 시간을 통해서 무엇을 얻고자 하는 실험인지 어떤 원리에서 나온 실험인지 나름대로 이해를 확실히 할 수가 있었다. 그냥 지식에서 머무는 것이 아니라 실험을 통해서 확실히 이해를 하고 그 원리를 알게 된다면 더 없이 좋은 학습이 될 것 같다. 매 실험을 할 때마다 새로운 기분 뭔가 얻는 다는 기분으로 실험에 충실히 임해야 겠다.
7. 참 고 문 헌
▶ 토질실험법(실내 및 현장 실험법과 그 결과의 이용법), 임병조·김영수 共譯, 형설출판사, 1999
▶ 토질시험, 이상덕, 새론 출판사, p. 125∼130.
▶ 토질시험 원리와 방법, 이상덕 지음
▶ 토질시험, 김상규 지음, 동명사
▶ 황 근, 토목시공학 1985.
▶ 토질역학 (Principle od geotechnical engineering), Braja M. Das 저, 신은철 역

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