[레포트] 토질 상대밀도 실험 레포트

1. 개요

상대밀도는 현장에서 사질토의 단단한 정도를 나타내기 위하여 흔히 사용되는 용어로서 흙이 얼마나 느슨하고 조밀한 정도인지를 나타낸다. 점성이 없는 사질토의 다짐정도를 나타내는 수치로 다짐 후 느슨한 상태인지 조밀한 상태인지를 판단한다. 상대밀도를 구하는 방법으로는 공극비로 구하는 방법과 건조밀도로 구하는 방법이 있다.

2. 실험 목적

조밀한 조립토는 일반적으로 강도는 크고 침하는 적게 발생하여 토목공사 지반으로서 우수한 특성을 가지고 있고, 느슨한 흙은 그 반대이다. 따라서 조립토(모래, 자갈)가 느슨한 상태에 있는지 조밀한 상태에 있는지를 파악하고, 조밀의(또는 느슨한) 정도를 수치적으로 표현하는 것은 대단히 중요하다. 모래나 자갈, 즉 조립토에 대하여 조밀한(또는 느슨한) 정도를 수치적으로 표현하는 척도로서 상대밀도라는 지수를 사용한다.
모래와 같은 조립토에서 토립자의 배열상태 즉, 느슨한 상태에 있는가 혹은 조밀한 상태에 있는가를 알기 위해서는 간극비만으로는 명확하지 못하므로 상대밀도란 용어를 사용하여 조밀한 정도를 판단하는 기준으로 사용하며 상대밀도는 모래의 거동을 정의하는데 가장 믿을만한 지표이다. 현장에서는 원비나의 상대밀도를 표준관입시험에 의하여 추정하기도 한다.
상대밀도의 개념

3. 사용 설비 및 기구

가. 흙 시료
나. 깔대기
다. 시료 캔

라. 버니어캘리퍼스

마. 저울

바. 곧은 날

사. 체(sieve)

4. 실험 방법
가. 버니어캘리퍼스로 시료 캔의 높이와 직경을 측정해 부피를 알아낸다.
나. 시료 캔의 무게를 측정한다.
다. 시료 캔을 편평한 바닥에 내려놓는다.
라. 시료를 깔대기에 넣어 시료가 쌓이는 높이와 최대한 떨어지지 않게 자유낙하시킨다.
마. 시…

아. 체(sieve)를 이용하여 시료 캔에 시료를 자유낙하시킨다.

자. 시료 캔 상부의 모래를 곧은 날로 조심해서 깍아낸다.

차. 시료 캔 외부에 뭍은 모래를 깨끗이 털어낸 후 시료 캔과 시료의 무게를 측정한다.

카. 같은 방법으로 다~차 단계를 3회 실험한다.

5. 실험 결과의 정리

40.5g

부피 0.49cm3

712.1g

714.5g

719.5g

701.3g

707.7g

798.2g

789.5g

803.9g

1. 간극비에 의한 공식

emax = 가장 느슨한 상태의 간극비

emin = 가장 느슨한 상태의 간극비

e = 현재의 간극비 (자연상태의 간극비)

2. 건조단위중량에 의한 공식

rd = 현재의 건조단위중량 (자연상태의 건조단위중량)

각 캔의 건조 단위 중량을 구하면

1370.612

1375.51

1385.714

1356.122

1348.571

1361.633

1546.327

1528.571

1557.959

1번캔의 상대밀도

2번캔의 상대밀도

3번캔의 상대밀도

실험 결과의 값은 대략 8%~16%의 값으로 측정 되었다. 대부분 대단히 느슨한 조밀의 정도.

6. 결론 및 고찰

오늘 실험실에서 사질토의 자연 상태의 조밀도, 즉 촘촘하거나 느슨한 정도를 나타낼 때 사용되는 값인 상대밀도를 측정하는 방법에 관하여 배웠다. 실험을 통해, 체를 이용한 자유낙하를 통해 간극비가 줄어들어 상대밀도를 측정하였다. 토질사이에 미세한 틈이 존재하고 체를 이용한 자유낙하를 통해 체의 알갱이를 줄여 더 많은 양의 모래가 들어가게 된다. 즉, 밀도가 증가 하게 된다.

시료 캔에 모래가 자유낙하 될 때에 시험장소의 진동을 통제하지 못했고 이로 인해 밀도가 더 커졌을 가능성이 있다. 또한 깔대기의 직경이 꽤 컸는데 모래가 그 구멍을 빠져나갈 때의 양이 일정치 않아 모래 입자들의 분산이 제대로 되지 않았다. 게다가 실험자가 직접 깔대기를 들고 하는 실험이라 낙하고가 일정하지 않았다. 그 외 시료 캔 안에 모래가 가득 차지 않았거나, 측정 시 시료 캔 바깥의 모래의 중량첨가 등이 실험 동안의 오차 요소로 발생했을 가능성이 있다.

흙의 상태

very loose

very dense

7. 실험 사진

시료 흙

시료 흙의 무게 측정

깔대기를 이용한 rdmin 측정

깔대기를 이용한 rdmin 측정

체를 이용한 rdmax 측정

체를 이용한 rdmax 측정