[공학] 토질역학 - 흙의 비중시험 결과보고서[KS F2308]

1. 서론

1) 비중 시험 (Specific Gravity Determination)

- 흙입자의 비중이란 4℃에서의 증류수의 단위중량에 대한 흙입자의 단위중량과의 비로 정의된다. 흙입자의 비중은 흙의 기본적인 성질인 공극비와 포화도, 간극비, 전체단위중량, 건조단위중량, 비중계분석 등를 아는데 필요할 뿐만 아니라, 흙의 견고한 정도나 유기질토에 있어서의 유기물 함유량을 구하는 데에 이용되며 이를 위해서 흙입자의 비중실험을 하는 것이다.
☞ 흙의 비중은 다음 식으로 표시된다.

2) 목적

- 흙입자의 비중은 흙의 기본성질인 간극과 포화도를 아는데 필요할 뿐만 아니라 흙의 다짐의 정도와 유기질흙에 있어서 유기물함량을 구하는데 이용되며 이 때문에 흙 입자의 비중시험을 한다.
- 흙입자의 크기나 흙성분의 변화에 따른 비중의 변화변위는 좁기 때문에 이것으로 비교적 정확히 흙을 분류하거나 판별하는 데 사용하기는 어렵다.

2. 사용기계

『 그림 1. 사용재료 및 장비 』

1)사용재료

- 시료(No.40체를 통과한 시료), 증류수, 마른 헝겊

2) 시험장비

① 용량 10㎖ 이상의 체적측정용 프라스크 또는 스토퍼(stopper)가 있는 용량 50㎖ 이상의 병이어야 한다. 스토퍼는 병에 꼭 맞는 것이어야 하며 병의 목에 쉽게 들어갈 수 있고 중앙에 작은 구멍이 있어서 공기와 여분의 물을 뿜어낼 수 있는 것이어야 한다. 비중시험에는 부피팽창이 적은 양질의 유리로 된 피크노미터가 3개 이상 필요하다.

② 저울 요량 200g 감도의 0.001g의 저울용량 200GF, 감도 0.001GF의 저울

③ 온도계(50。C 이하, 정밀도 1。C)

④ 건조기 (온도를 100 ±5。C로 유지할 수 있는 것)

『…(생략)

⑤ 250㎖ 증발 접시

⑥ 진공 pump 또는 알콜 램프

⑦ Spatula

⑧ 깔때기(funnel)

⑨ 비이커

⑩ watch classes

⑪ dessicator, acetone, ether, 증류수

3) 용량 100㎖ 미만 비중병 노건조중량 10g이상

3. 실험 방법 (Experimental procedure)

1) 노건조시료 사용시

① 150g 정도의 시료를 증발 접시에 담은 후 건조로에 넣어 노건조 시킨다.

② 노건조된 시료를 꺼내어 dessicator에 넣어 실내온도가 될 때까지 식힌다.

③ 실내온도로 노건조된 시료를 식힌 후 0.01 g 까지 무게를 측정한다.

④ 깔때기를 사용하여 무게를 측정한 건조시료를 flask내로 흘리지 않게 넣고 무게를 측정한다. 시료양은 사질토인 경우 150g, 점성토인 경우 10～20g이 적당하다.

⑤ 기포가 제거된 증류수 100 cc를 flask에 부어 넣는다.

⑥ Flask의 바닥 면으로부터 약 3/4 까지 기포제거 된 증류수를 추가시킨다.

⑦ 아직까지 flask내의 물 속에 남아 있는 기포를 제거하기 위해 물을 가열하거나 진공 pump를 사용한다. 일반적으로 사질토, 실트, 점토의 경우는 진공 pump를 사용하여 기포를 제거하여도 충분하나 유기질 흙의 경우는 최소한 30분 이상 가열하여 기포를 제거 하여야한다. 기포제거시 flask내의 물이 항상 용량의 반 이상이 유지되도록 한다.

⑧ 진공 pump를 사용하여 기포를 제거하려면 진공선(Vacuum line)을 6)에서 준비된 flask에 연결시킨 후 진공선에 연결된 밸브(valve)를 서서히 열어준다. 이렇게 함 으로서 급작스런 진공라인 밸브를 열음으로서 발생될 수 있는 flask내의 흙과 물의