개념 한 쪽
흙의 다짐시험은 다짐 에너지와 함수비에 따른 건조단위중량 변화를 확인하여 최적함수비와 최대건조단위중량을 결정하는 시험이다 한 목적은 다짐으로 공극을 줄여 지반의 강도를 높이고 투수성을 줄이며 침하를 방지하는 것이라 한다 시험 결과는 영공극곡선과 비교하여 이론적 한계와 다짐 효율을 평가한다
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출제기준 단원 「흙의 다짐시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| CBR 표준하중 치환 | 1 | 관입량에 대응하는 표준 하중강도 값을 고르기 |
| 함수비-구조 판단 | 1 | 습윤측·건조측에서 형성되는 흙 구조를 구분하기 |
| 영공극곡선의 유래와 적용 | 1 | 영공극곡선이 다짐시험과 어떤 관련인지 묻기 |
다짐 에너지는 흙을 다지는 데 투입한 일의 양을 시료 부피로 나눈 값으로 정의한다 공식은 E = (램머 중량 × 낙하 높이 × 타격 횟수) ÷ 시료 부피로 표현되며, 램머 중량·타격 횟수·낙하 높이에 비례하고 시료 부피에 반비례한다고 본다 다짐 층수는 공식 변수에 포함되지 않으므로 에너지 공식의 직접적인 변수로 취급하지 않는다
다짐 에너지의 증가에 따라 흙 입자들이 더 치밀하게 배열되므로 최대건조단위중량은 증가하고 최적함수비는 감소한다 즉, 에너지가 커지면 같은 강도를 얻기 위해 필요한 물의 양이 줄어드는 관계가 성립한다고 본다 몰드 내에 채운 함수비 자체는 시험자가 설정하는 조건이므로 다짐 에너지에 의해 정해지는 결과 변수가 아님을 구분해야 한다
함수비에 따른 흙의 다짐 거동은 습윤측과 건조측으로 구분한다 최적함수비보다 습윤측에서는 입자 주위에 수막이 두꺼워져 입자들이 분산된 이산구조를 형성하고, 건조측에서는 입자들이 뭉쳐져 골조구조를 형성한다고 본다 이 구조 차이는 다짐 시 공극비 변화와 압축성 등에 영향을 준다
영공극(영공기간극)곡선은 포화도 S=100%의 이론적 건조단위중량과 함수비의 관계를 나타내는 한계선으로 다짐시험의 결과와 함께 최대건조단위중량의 기준선으로 사용한다고 본다 다짐시험에서 얻은 최대건조단위중량이 이 곡선보다 높을 수 없으므로 영공극곡선은 이론적 상한을 제공한다
CBR 시험은 노반의 지지력을 평가하는 시험으로 관입량에 따른 표준 하중강도를 기준치와 비교하여 지지비를 산출한다고 본다 표준 하중강도는 대표적으로 관입량 2.5mm에서 70kg/cm², 관입량 5.0mm에서 105kg/cm²로 명시되어 있다
다짐 에너지 관계를 이해할 때는 공식의 비례·반비례 관계를 먼저 확인한다 예를 들어 램머 중량이나 타격 횟수, 낙하 높이가 증가하면 다짐 에너지가 증가하고 그 결과 최대건조단위중량이 증가하며 최적함수비는 감소한다고 본다 반대로 시료 부피가 커지면 단위체적당 에너지는 감소한다
영공극곡선과 다짐시험 결과를 비교할 때는 '영공극 = 포화도 100%'라는 연결을 떠올려 이론적 상한선을 확인한다 다짐곡선이 영공극곡선보다 높게 나타나면 시험 또는 계산에 오류가 있을 가능성이 있으므로 소거한다
CBR 표준하중 강도 문제는 숫자 암기가 빠른 해결책이므로 2.5mm 관입량=70kg/cm², 5.0mm 관입량=105kg/cm²를 기억해 적용한다
C.B.R시험에서 지름 5cm의 피스톤이 2.5mm관입될 때 표준하중 강도는?
정답 ② · CBR(California Bearing Ratio) 시험은 노상 및 노체 재료의 지지력 비를 평가하는 시험입니다. 시험 방법은 직경 5cm(단면적 19.63cm2)의 피스톤을 시료에 관입시키면서 하중을 측정합니다.
CBR 시험에서 지름 5cm 피스톤의 2.5mm 관입 시 표준 하중 강도는 70kg/cm²이다.
C.B.R 시험에 있어서 관입량 2.5㎜ 에 해당하는 표준하중강도는?
정답 ① · 캘리포니아 비율(C.B.R) 시험은 노상 또는 노반 재료의 지지력을 판정하는 시험으로, 표준 관입량 2.5mm에 해당하는 하중 강도는 70kg/cm²입니다. 5.0mm에 해당하는 표준 하중은 105kg/cm²입니다.
CBR 시험에서 2.5mm 관입량에 해당하는 표준 하중강도는 70kg/㎝²이며, 5.0mm는 105kg/㎝²이다.
영공기간극곡선(zero air void cure)은 다음 중 어떤 토질시험 결과로 얻어지는가?
정답 ② · 영공기간극곡선(zero air void curve)은 다짐시험 결과를 통해 얻어지는 곡선입니다. 이 곡선은 흙이 완전히 포화되어 있고(간극이 전부 물으로 채워져 있고) 내부에 공기가 전혀 없는 상태일 때의 함수비와 건조단위중량 간의 이론적인 관계를 보여줍니다.
영공기간극곡선은 흙이 완전 포화 상태(S=100%)일 때의 건조단위중량과 함수비 관계를 나타내며 다짐시험 결과와 비교된다.
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