토질역학 흙의 비중시험 레포트

소개글

토질역학 흙의 비중시험 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험 목적
2.실험 이론
3.시험 장비
4.시험 방법
5.실험 결과
6.결과 분석
7.오차의 원인
8.고찰
참고문헌

본문내용

⑤ 스포이드
⑥ 가열장치(전열기 또는 알코올 램프)
⑦ 시료취급용 팬
⑧ 증류수
4.시험 방법
(1)준비 과정
① KSF 2301에 규정하는 방법에 따라 얻어진 #10(9.5mm)체를 통과한 시료를 사용한다.
② 흙입자의 분리 기구 또는 흙의 파쇄 기구를 사용하여 흙 입자를 충분히 분리해 놓는다.
③ 시료는 젖은 상태 그대로인 것, 공기 건조한 것 또는 노건조한 것이어도 좋지만, 그 양 은 호칭용량 100 이하의 비중병을 사용할 때는 노건조 질량 10g이상, 호칭 용량 100 보다 큰 피크노미터를 사용할 때는 노건조 무게 25g 이상으로 한다.
비고) 시료의 최대량은 시료를 비중병에 넣었을 때, 물속의 체적 높이에서 비중병 실질 부분의 아래에서부터
1/4정도가 바람직하다.
(2)시험 과정
① 시료를 #10 체로 거른다.
③ 비중병의 증류수를 끓이고 눈금까지 증류수로 채운 후 천천히 식힌다. 비중병을 식히며 증류수의 부피가 줄어든 양만큼 다시 채워 넣는다.
② 플라스크 보정을 위해 비중병에 기포가 없도록 증류수를 눈금의 절반정도 채운다.
④ 식힌 증류수가 채워진 비중병의 겉과 속의
물기를 제거한 후 무게 값 를 측정한다.
⑤ 식힌 증류수가 채워진 비중병의 온도를 측정한다. 이 때 온도계가 비중병에 닿아서는 안 된다. 온도와 무게를 측정한 후 다시 식히며 무게와 온도를 측정한다. (온도 범위 : 4~30℃) 이를 3~4회 반복하여 플라스크 보정 그래프를 그린다.
⑦ 증류수를 가하여 수위가 비중병의 2/3정도가 되게 한다.
비고) 노건조 시료를 사용하는 경우는 충분히 저은 후 노건조하여 시료의 무게를 측정한 후 비중병에 놓는다. 그리고 증류수를 가하여 12 시간 이상 담근 후 다음과정을 실시한다.
⑥ 노건조한 일정량의 시료 를 검정을 끝낸 깨끗하고 건조한 비중병 속에 넣고 (비중병+시료)의 무게 를 0.01g의 정도(精度)까지 측정한다.
⑧ 흙 속의 공기를 쉽게 배출시키기 위해 비중병을 끓인다. 가끔 피크노미터를 흔들어 기포가 빠져 나오는 것을 돕는다. 기포를 충분히 제거한 후에 시료를 거의 실온이 될 때까지 방치한다.
단, 시료가 흘러 넘치지 않게 주의한다.
비고) 끓이는 시간은 일반적인 흙에서 10분 이상, 고유기질토에서는 약 40분, 화산재 흙에서는 2시간 이상 필요하다.
⑨ 검정곡선 범위 내의 온도까지 식힌 비중병을 눈금까지 기포가 생기지 않도록 증류수로 채우고, 비중병 표면과 뚜껑외부의 물기를 깨끗하게 제거한다. 그 후 (비중병+증류수+시료) 의 무게 를 0.01g 정밀도로 측정한다.
⑩ (비중병+증류수+시료)의 온도 를 측정한다. 같은 방법으로 3회 이상 시험하여 평균값을 채택한다.
5. 실험 결과 data sheet
비 중 측 정 시 험 - A조
1. 비중병 보정(Flask Calibration)
Determination No.
1
2
3
4
Weight Flask + Water, (g)
659.65
659.82
659.93
660.14
Temperature, (℃)
29.8
27.8
26.2
24.3
2. 비중 측정
Determination No.
1
2
3
Temperature, (℃)
29.5
27
24.3
Specific Gravity of water ,
0.995828
0.996545
0.997254
Flask + Water , (g)
659.6785
659.8907
660.0859
Flask + Water + Soil, (g)
710.48
710.58
710.79
Container, (g)
344.1
Dry Soil + Container, (g)
425.05
Dry Soil (g)
80.95
Specific Gravity of soil ,
2.6762
2.6682
2.6714
2.6719
6. 결과 분석
: 온도 ℃에서 (비중병+물)의 질량(g)
: 온도 ℃ 에서 (비중병+물)의 질량(g)
: 를 측정하였을 때 피크노미터의 내용물의 온도(℃)
: 비중병의 질량(g)
: ℃일 때의 물의 단위중량()
: ℃일 때의 물의 단위중량()
*각각의 온도에 맞는 단위중량은 보고서 맨 밑의 물의 밀도 표에서 구하였다.*
여기에서 와 로 플라스크 보정 그래프를 그리면
이런 그래프를 얻을 수 있고 최소제곱법으로 추세선을 그려보면
라는 그래프를 얻을 수 있는데, 여기에서 에 구하고자 하는
를 각각 대입하면
일 때 , 일 때
일 때 라는 값을 얻을 수 있다.
이고, 위에서 식으로 구한 의 값과 비교하였을 때,
오차율은
로 매우 작다.
따라서 두가지 방법으로 구한 값이 거의 일치 하므로 실험이 매우 성공적이었다고 생각된다.
그리고 식으로 시험에 사용된 흙의 비중을 구하였는데 비중은 흙의 기본적인 성질이므로, 비중으로 흙이 어떤 광물로 이루어져있는지를 대략적으로 알 수 있는데, 실험에서 쓰인 흙의 비중을 구해보면 2.6719 이므로 , 실험이론에서 보았던 일반적인 광물의 비중 표에서 찾아보면 이 흙은 몬모릴로나이트 혹은 Na장석과 Ca장석, 혹은 녹니석 정도로 추정 할 수 있다.
7. 오차의 원인
(1) 기포로 생기는 오차를 줄이기 위하여 비중병에 증류수를 채울 때 여러번 나눠 담아서 기포를 최소화한다, 흙속의 공기를 배출시키기 위해 비중병을 끓이는데 이때 피크노미터를 흔들어 기포를 최소화시켜서 오차를 줄인다.
(2) 노건조한 시료 또는 공기건조한 시료를 사용할 때 완전히 건조된 시료를 사용 하여 시료의 무게에 대한 오차를 제거한다.
(3) 검정곡선 범위 내의 온도까지 식힌 비중병의 무게를 잴 때 표면의 물기를 깨끗 이 닦아서 표면의 물방울 무게로 생길 수 있는 오차를 제거한다.
8. 고찰
흙고체의 비중은 토질역학에서 여러 가지 계산을 위해 자주 필요하다. 이번 실험을 통해 비중을 공부하면서 비중이 흙의 간극비나 포화도처럼 굉장히 중요한 성질을 계산하는데에 쓰이는 성질 이란 것을 알게 되었고, 흙을 비중병에 넣고 끓이고 온도를 재고, 무게를 재는 등 간단한 과정만으로 구할 수 있는 것이란걸 알게 되었다.
그리고 실험을 통해 구한 비중이 애매하게 나와서 시험에 사용된 흙이 정확히 어떤 광물들을 포함하고 있는지 알 순 없어서 아쉬웠다.
-참고문헌 : 수문학

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