[토질 및 기초] 제 8장. 흙의 다짐(다짐이론)#1

 1. 다짐이론

  (1)정의: 흙에 압력이나 충격 등의 인위적인 에너지를 가하여 입자간의 결합을 치밀하게 하여 단위중량을 높이는 것을 다짐(Compaction)이라 한다.

 

  (2)효과

   ·지반의 압축성이 감소되어 지반의 침하를 감소시킬 수 있다.

   ·지반의 지지력이 증대된다.

   ·전단강도가 증가되어 사면의 안정성이 개선된다.

   ·투수성이 감소된다.

   ·부착성이 증가한다.

   ·밀도가 증가한다.

 

(3)다짐에너지(Compaction energy, E)

   1)정의: 단위체적당 흙에 가해지는 에너지를 다짐에너지라 한다.

   2)공식

    (여기서, W_R: Rammer의 무게(kg), H: 낙하고(cm), N_B: 각 층의 다짐횟수, N_L: 다짐 층수, V: mold의 체적(cm^3)

   3)단위: kg·cm/cm^3

    ※다짐에너지가 증가하면, 최적함수비(OMC)는 줄어들고, 최대건조단위중량은 증가한다. 하지만, 매우 크게 해도 다짐곡선은 영공기공극 곡선 아래에 그려진다.

 

  (4)다짐시험방법(KS F 2312에 규정)

   1)목적

    : 최적함수비와 최대건조단위중량을 구하는 데 있다.

 

  (5)다짐 곡선

   : 다짐시험에서 구한 건조단위중량과 함수비의 관계 곡선을 다짐 곡선이라 한다.

   1)최대건조단위중량(Maximum unit weight, gamma_dmax)

    : 건조단위중량-함수비 관계 곡선의 최대점을 나타내는 건조단위중량

   2)최적함수비(Optimum moisture content, OMC, w_opt)

    : 최대건조단위중량을 얻을 때의 함수비, 다짐효과를 가장 많이 볼 수 있음.

 

  (6)영공기공극 곡선(Zero air void curve)

   1)정의: 포화도 100%(공기함율 0%)일 때의 건조단위중량과 함수비 관계곡선을 영공극 곡선, 또는 포화 포화 곡선이라 한다.

   2)위치: 다짐 곡선의 하향선 오른쪽에 위치한다.

 

  (6)함수비 변화에 따른 흙 상태의 변화

   1)제 1단계: 수화단계(반고체 영역)

    : 반고체상으로 수분이 절대적으로 부족하여 흙입자간의 접착이 없으며 큰 공극이 존재한다.

   2)제 2단계: 윤활단계(탄성 영역)

    : 물의 일부분은 자유수가 되어 흙입자 사이에 윤활역할을 하게 된다. 이 단계의 최대함수비 부근에서 최적함수비(OMC)가 나타난다.

   3)제 3단계: 팽창단계(소성 영역)

    : 최적함수비를 넘으면 증가분의 물이 윤활역할 뿐만 아니라 다져진 순간에 잔류공기를 압축하며 이로 인해 흙은 압축되었다가 팽창한다.

   4)제 4단계: 포화단계(반점성 영역)

    : 함수비가 더욱 증가하면 증가된 수분은 흙입자를 포화시킨다.