[토질 및 기초] 제 1장.흙의 기본적 성질과 분류(흙의 연경도/연경도에서 구하는 지수/활성도(Activity)와 점토광물)#2

 3. 흙의 연경도

  (1)연경도의 개요: 점착성이 있는 흙은 함수량이 점점 감소함에 따라 액성, 소성, 반고체, 고체의 상태로 변화하는데 함수량에 의하여 나타나는 이러한 성질을 흙의 연경도(Consistency)라 한다. 흙의 점성, 소성은 점토입자를 둘러싸고 있는 흡착수와 관련이 있다.

 

  (2)아터버그(Atterberg)한계

   1)종류

    ①액성한계(Liquid limit, w_l)

    ②소성한계(Plastic limit, w_p)

    ③수축한계(Shrinkage limit, w_s)

 

 

  (3)수축한계(Shrinkage limit, ws)

   1)수축한계

   2)수축비(Shrinkage ratio, R)

    ①개요: 수축한계 이상의 부분에 있어서의 체적변화와 이에 대응하는 함수비의 변화와의 비를 말한다.

    ②공식

    (여기서, W_s: 노건조 시료의 중량(g), V_0: 노건조 or 수축한계에 도달한 시료의 체적(cm^3)

 

 4. 연경도에서 구하는 지수

  (1)소성지수(Plasticity index, PI, I_p)

   1)개요

    ·흙이 소성상태로 존재할 수 있는 함수비의 범위를 표시한다.

    ·균열이나 점성적 흐름없이 쉽게 모양을 변화시킬 수 있는 범위를 표시한다.

   2)공식

   3)단위: %

   4)성질

    ·점토의 함유율이 클수록 소성지수는 증가한다.

    ·소성지수(I_p)가 클수록 연약지반으므로 기초에 적합하지 않다.

 

  (2)액성지수(Liquidity index: LI, I_l)

   1)개요: 흙이 자연상태에서 함유하고 있는 함수비의 정도를 표시하는 지수이다. 즉, 흙의 유동가능 정도를 나타낸다.

   2)공식

   3)단위: 무차원

   4)액성지수의 범위는 -무한대에서 +무한대 사이이다. 그러나, 일반적으로 0에서 1사이이다.

    ·액성지수가 1보다 큰 흙의 함수비는 (액체)상태에 있는 흙이다.

    ·액성지수 IL<=0이면 흙의 안정 상태이다.

    ·액성지수 IL>1이면 흙은 불안정 상태이다.

 

  (3)연경지수(Consistency index, CI, Ic)

   1)개요: 액성한계와 자연함수비의 차를 소성지수로 나눈 값이다.

   2)공식

    ·I_c>=1인 경우 흙은 안정 상태에 있다.

    ·I_c<0인 경우 흙은 불안정 상태이다.

    ·Consistency가 “0”보다 작은 흙은 액체상태에 있다.

 

 5. 활성도(Activity)와 점토광물

  (1)활성도(A)

   1)개요: 점토광물의 성질이 일정한 경우 점토분의 함유율이 증가하면 소성지수도 증가하며, 점토 함유율에 대한 소성지수를 점토의 활성도라 한다.

   2)목적: 흙의 팽창성 판단의 기준이 된다.

   3)공식

   4)성질

    ·활성도는 흙의 팽창성을 판단하는 기준으로 활주로, 도로 등의 건설재료를 판단하는데 사용된다.

    ·미세한 점토분이 많으면 활성도는 크며, 활성도가 클수록 공학적으로 불안정한 상태가 되며 팽창, 수축이 커진다.

   5)활성도에 따른 점토의 분류

점토	활성도	점토광물	수축팽창	결합력	공학적안정	결합구조
비활성	A<0.75	Kaolinite	없다	크다	크다	수소결합의 2층 구조
보통	0.75<A<1.25	Illite	거의 없다	중간	중간	3층구조결합사이에 불치환성 양이온
활성	1.25<A	Montmori-Ilonite	크다	작다	작다	3층구조 구조결합사이에 치환성 양이온