[공학]토질역학 - 입도분석[비중계 시험]

1. 제 목

: 입도분석(비중계 시험)

2. 시험목적 및 이론

2-1 실험목적
No.200체를 통과한 가는 입자는 크기를 판별하는 것이 불가능하다. 이것을 Stoke`s법칙을 이용하여 대 소 입자들이 물 속으로 낙하하면 입경의 치수에 따라 낙하하는 속도가 달라지므로 흙의 입도분포를 알 수 있다.
시험의 유효한 토립자 크기는 0.2mm~0.0002mm 범위이며 Colloid와 같은 미립자에는 적용할 수 없다.
2-2 이론
하나의 완전한 구를 가정한 토립자가 조용한 물 속에 침강되는 경우를 생각한다. 구의 침강속도는 Soke;s Law으로 구한다. 굵을수록 침강속도가 빠르고 작은것은 느릴 것이다. 그런데 너무 굵은 것은 침강될 때의 교란이 심하고, 미립자는 브라운 운동(Brown`s motion)이 심하므로, Stoke`s법칙은 구의 직경이 0.2mm~0.0002mm에서만 유효하다.
Stoke`s Law에 의하면
`표1` 수온과 흙의 비중(Gs)에 따른 k값
- 비중계가 보이는 현탁액의 유효깊이(L)
비중계가 보이는 현탁액의 유효깊이 L은
- 현탁되어 있는 흙의 백분율(%)
입경 D보다 가는 입자의 중량 백분율은 다음과 같다…(생략)

3. 시험장치 및 기구

4. 메스실린더 : 부피 1000cc, 부피 250cc정도

5. 분산제 : 규산나트륨, 가성소다, 과산화수소 6%용액

6. 온도계

7. 주수기

8. 시료를 분산용기에 담는다.

9. 용기를 분산기에 세팅하여 1분 이상 교반한다.

10. 분산용기를 해체해서 흙탕물을 실린더에 옮긴다. (부피는 1000cc)

11. 수조의 수온과 같아질 때까지 항온 수조에 넣어둔다. 때때로 막대로 휘저어 잘 섞이게 한다.

12. 수조에서 꺼내어 고무마개나 손바닥으로 막고 30회 이상 뒤집어서 골고루 섞이게 한다.

13. 항온수조에 넣음과 동시에 초시계를 작동시키고 비중계를 띄운다.

14. 1,2,5,15,30,60,120,240,1440분 경과 시마다 흙탕물의 비중과 온도를 잰다. 경과시간 5분 이후부터는 비중계를 꺼내둔다.

15. 비중계 시험이 끝나면 흙탕물을 200번 체에 부어서 체 분석을 한다.

5. 결과 및 계산

- #10체에 남은 시료의 체가름

각 체마다 남은 시료의 중량 백분율 및 통과시료의 중량 백분율을 구한다.

- 현탁되어 있는 흙입자의 지름

- 온도에 따른 물의 점성계수 계산식

각 종류의 유체는 온도와 압력에 따라 점성계수