본 연구는 전라남도 화순군에 분포하는 셰일 풍화토를 대상으로 실험실에서 물성 및 역학 시험을 실시하여 풍화토의 물리적ㆍ역학적 특성을 파악하였다. 연구지역 셰일 풍화토의 물리적 특성인 비중, 액성한계, 소성한계 및 소성지수는 각각 2.66~2.68, 36.39~36.92(%), 18.53~19.48(%), 17.44~17.86 이며, 흙의 분류는 CL에 해당된다. 다짐시험결과 최적함수비는 22.5~23% 최대 건조단위중량은 $1.58~1.61t/\textrm{m}^3$으로 나타났다. 전단시험 결과 포화 및 불포화시료의 경우 건조단위중량이 커질수록 점착력은 증가하는 경향이 나타났고, 불포화 상태의 점착력이 포화 상태의 점착력의 약 2배 정도 크게 나타났다. 마찰각의 경우, 불포화 상태일 때는 건조단위중량이 증가할수록 증가하는 경향이 나타나지만, 포화 상태의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 대구지역 셰일 풍화토(김 등, 1995)의 공학적 특성과 비교할 때, 비중은 유사하지만 액성한계 및 소성한계는 약간 높은 것으로 나타났다.
본 연구는 전라남도 화순군에 분포하는 셰일 풍화토를 대상으로 실험실에서 물성 및 역학 시험을 실시하여 풍화토의 물리적ㆍ역학적 특성을 파악하였다. 연구지역 셰일 풍화토의 물리적 특성인 비중, 액성한계, 소성한계 및 소성지수는 각각 2.66~2.68, 36.39~36.92(%), 18.53~19.48(%), 17.44~17.86 이며, 흙의 분류는 CL에 해당된다. 다짐시험결과 최적함수비는 22.5~23% 최대 건조단위중량은 $1.58~1.61t/\textrm{m}^3$으로 나타났다. 전단시험 결과 포화 및 불포화시료의 경우 건조단위중량이 커질수록 점착력은 증가하는 경향이 나타났고, 불포화 상태의 점착력이 포화 상태의 점착력의 약 2배 정도 크게 나타났다. 마찰각의 경우, 불포화 상태일 때는 건조단위중량이 증가할수록 증가하는 경향이 나타나지만, 포화 상태의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 대구지역 셰일 풍화토(김 등, 1995)의 공학적 특성과 비교할 때, 비중은 유사하지만 액성한계 및 소성한계는 약간 높은 것으로 나타났다.
In this study, the physical and mechanical properties of the weathered shale soils distributed in the Hwasun area have been measured in the laboratory. The physical and mechanical properties of the weathered shale soils in the study area as follows: the specific gravity is 2.66 to 2.68, the liquid l...
In this study, the physical and mechanical properties of the weathered shale soils distributed in the Hwasun area have been measured in the laboratory. The physical and mechanical properties of the weathered shale soils in the study area as follows: the specific gravity is 2.66 to 2.68, the liquid limit is 36.39 to 36.92(%), the plastic limit is 18.53 to 19.48(%), the plasticity index is 17.44 to 17.86 and soil classification is CL. The maximum dry unit weight and optimum moisture content as calculated by compaction test is 22.5 to 23% and 1.58 to $1.61t/\textrm{m}^3$, respectively. The result of direct shear testing show that cohesion in saturated and unsaturated conditions increases according to the increase of dry unit weight. Internal friction angle in an unsaturated condition increases with an increase of dry unit weight, but in a saturated condition, it increases after decreasing. When compares with engineering characteristics of tile weathered shale soils in the Daegu area (Kim et al., 1995), specific gravity is found to be similar, but the liquid and plastic limit of soil samples in this study area is slightly higher than those of soil samples in the Daegu area.
In this study, the physical and mechanical properties of the weathered shale soils distributed in the Hwasun area have been measured in the laboratory. The physical and mechanical properties of the weathered shale soils in the study area as follows: the specific gravity is 2.66 to 2.68, the liquid limit is 36.39 to 36.92(%), the plastic limit is 18.53 to 19.48(%), the plasticity index is 17.44 to 17.86 and soil classification is CL. The maximum dry unit weight and optimum moisture content as calculated by compaction test is 22.5 to 23% and 1.58 to $1.61t/\textrm{m}^3$, respectively. The result of direct shear testing show that cohesion in saturated and unsaturated conditions increases according to the increase of dry unit weight. Internal friction angle in an unsaturated condition increases with an increase of dry unit weight, but in a saturated condition, it increases after decreasing. When compares with engineering characteristics of tile weathered shale soils in the Daegu area (Kim et al., 1995), specific gravity is found to be similar, but the liquid and plastic limit of soil samples in this study area is slightly higher than those of soil samples in the Daegu area.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 전남 화순지역에 분포하는 셰일 풍화토의 물리적, 역학적 특성 분석 및 대구 . 경북지 역에 분포하는 셰일 풍화토와의 공학적 특징을 비교하고, 각종 토목구조물의 설계 및 시 공에 필요한 기초적 인 자료를 제공하고자 한다.
하였다. 따라서 본 연구에서는 전남 화순지역에 분포하는 셰일 풍화토의 물리적, 역학적 특성 분석 및 대구 . 경북지 역에 분포하는 셰일 풍화토와의 공학적 특징을 비교하고, 각종 토목구조물의 설계 및 시 공에 필요한 기초적 인 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
또한 최적 함수비는 21%로서 연구지역 셰 일 풍화토와 유사한 값을 나타낸다. 다음은 함수비(최적함수비)를 일정하게 유지시키고, 다짐에너지를 변화시켜 다짐에너지와 건조단위 중량의 변화를 살펴보았다. 다짐 몰드와 래머는 다짐곡선을 구하기 위해서 사용했던 크기와 동일한 것을 사용하였다.
본 시험에서 사용한 정적 액성한계 시험 장치는 낙하 추의 선단각도가 60°이고, 추의 무게가 60g 이었으며, 낙하시간은 5초, 관입 깊이는 10mm 이다. 다짐시험은 KS F 2312-91(96)에 의한 표준다짐시험과 함수비(최적함수비)를 일정하게 유지하고 다짐횟수(10회, 25회, 40회, 55회, 70회, 100회로 하는 3층 다짐)를 변화시키는 방법으로 하였으며, 셰일 풍화토의 전단거동을 살펴보기 위해서 인위적으로 건조단위중량(1.3t/m3 1.5t/m3, 1.7t/m3)을 선정하여 직접 전단시험 (KS F 2343-92) 방법으로 불포화 직접 전단시험과 포화 직접전단시험을 실시하였다. 또한, 입자의 파쇄성을 알아보기 위해서 앞에서 실시했던 두 가지 방법의 다짐시험과 전단시험에서 얻어진 시료를 가지고 입도 분석을 실시하였고, 셰일 풍화토의 압축 특성을 파악하기 위하여 표준압밀시험(KS F 2316-97) 을 실시하여, 압밀 곡선, 시간 - 침하량 관계를 해석하여 선행압밀하중(Pc), 압축지수(Cc) 등을 구하였다.
7t/m3)을 선정하여 직접 전단시험 (KS F 2343-92) 방법으로 불포화 직접 전단시험과 포화 직접전단시험을 실시하였다. 또한, 입자의 파쇄성을 알아보기 위해서 앞에서 실시했던 두 가지 방법의 다짐시험과 전단시험에서 얻어진 시료를 가지고 입도 분석을 실시하였고, 셰일 풍화토의 압축 특성을 파악하기 위하여 표준압밀시험(KS F 2316-97) 을 실시하여, 압밀 곡선, 시간 - 침하량 관계를 해석하여 선행압밀하중(Pc), 압축지수(Cc) 등을 구하였다.
셰 일 풍화토의 압축특성을 파악하기 위하여 표준 압밀 시험을 실시하여, 포화시킨 시료에 연직 정하중을 가해서 시간에 따른 침하량을 측정한 후, 압밀 곡선, 시간 - 침하량 관계를 해석하여 선행압밀하중(Pc), 압죽지수(Cc) 등을 구하였다. 하중 재하 시 즉시 침하가 발생하였으며, 시간이 경과할수록 침하량은 처음에 비해 현저하게 줄어들었다.
셰일 풍화토를 노건조 시킨 후 #4체(4.75mm)로 걸러진 시료를 건조단위중량을 변화(1.3t/m3, 1.5t/m3. 1.7t/m3)시켜가면서 동일한 조건하에서 포화 및 불포화 시료로 나누어 각각 수직하중 (3.241/m3, 6.48t/m3, 9.72t/m3, 12.96t/m3)을 4단계로 나누어 직접 전단시험을 실시하여 전단강도-전단변위 곡선에서 Peak 강도를 택하여 파괴포락선으로부터 전단정수를 결정한 값을 Table 2에 나타내었다. Fig.
셰일 풍화토의 입자크기 및 광물 조성을 파악하기 위하여 SEM 분석 및 채취한 시료를 노건조 시켜 #200 체를 통과한 시료에 대해 X-Ray 회절분석을 실시하였다. SEM 분석 결과 대부분의 입자가 점토 내지 실트 크기로 구성되어 있으며 (Fig.
실시하였다. 시험에 사용된 시료는 4번체 (4.75mm)로 체가름을 실시하여 흙 입자의 파쇄정도, 교란정도를 동일하게 하였으며, 물리적 특성을 파악하기 위해 기본적인 토성시험(비중: KS F2308, 입도; KS F2309, KS F2302, 액소성시험: KS F 2303)을 실시한 후, 공학적 특성을 파악하기 위해 다짐을 실시하여 최대건조단위중량(Y max) 과 최적함수비 (OMC)를 구하였다. 액성한계 시험은 정적 액성한계시험법(Fall Cone Method)으로, 관입량 5~15rnrn 범위에서 4회 이상 실시하여 관입량과 함수량의 그래프에서 10mm 관입에서의 함수비를 액성한계로 정하였다.
75mm)로 체가름을 실시하여 흙 입자의 파쇄정도, 교란정도를 동일하게 하였으며, 물리적 특성을 파악하기 위해 기본적인 토성시험(비중: KS F2308, 입도; KS F2309, KS F2302, 액소성시험: KS F 2303)을 실시한 후, 공학적 특성을 파악하기 위해 다짐을 실시하여 최대건조단위중량(Y max) 과 최적함수비 (OMC)를 구하였다. 액성한계 시험은 정적 액성한계시험법(Fall Cone Method)으로, 관입량 5~15rnrn 범위에서 4회 이상 실시하여 관입량과 함수량의 그래프에서 10mm 관입에서의 함수비를 액성한계로 정하였다. 본 시험에서 사용한 정적 액성한계 시험 장치는 낙하 추의 선단각도가 60°이고, 추의 무게가 60g 이었으며, 낙하시간은 5초, 관입 깊이는 10mm 이다.
흑색 셰 일 풍화토의 입자 크기 와 광물조성을 알아보기 위하여 SEM과 X-Ray 회절분석을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 4번체 (4.
대상 데이터
액성한계 시험은 정적 액성한계시험법(Fall Cone Method)으로, 관입량 5~15rnrn 범위에서 4회 이상 실시하여 관입량과 함수량의 그래프에서 10mm 관입에서의 함수비를 액성한계로 정하였다. 본 시험에서 사용한 정적 액성한계 시험 장치는 낙하 추의 선단각도가 60°이고, 추의 무게가 60g 이었으며, 낙하시간은 5초, 관입 깊이는 10mm 이다. 다짐시험은 KS F 2312-91(96)에 의한 표준다짐시험과 함수비(최적함수비)를 일정하게 유지하고 다짐횟수(10회, 25회, 40회, 55회, 70회, 100회로 하는 3층 다짐)를 변화시키는 방법으로 하였으며, 셰일 풍화토의 전단거동을 살펴보기 위해서 인위적으로 건조단위중량(1.
본 연구는 전라남도에 분포하는 중생대 퇴적암류 중, 가장 분포가 넓은 능주분지 (김봉균 등, 1966)의 중심지인 화순 지역에 분포하는 흑색 셰일의 풍화토를 대상으로 하였다. 따라서 본 연구에서는 전남 화순지역에 분포하는 셰일 풍화토의 물리적, 역학적 특성 분석 및 대구 .
연구지 역은 전라남도 화순군 북면일대로 동복도폭 (김봉균 등, 1966)에 해당되는 지 역으로 하부로부터 시대미 상의 편마암류와 편암류 그리고 이를 부정합으로 덮는 고생대의 변성퇴적암류 그리고 상기 지층을 부정합으로 피복하고 있는 중생대 퇴 적 암류가 분포하고 있다 (Fig. 1). 연구지역의 지질은 중생대 퇴적암류 중, 장동응회암 층에 해당이 되며, 층후는 약 300~800m 정도로 변화가 크고, 화산쇄설성 퇴적암인 응회암을 주로 하여, 사이사이에 다양한 색상의 셰일, 사암 및 응회암질 사암이 협재된 지층으로 종적 및 횡적인 암상의 변화가 심하다 (이돈영 등, 1965; 김봉균 등, 1966).
전라남도 화순군 북면 일대에 분포하는 셰일 풍화토의 물리적 . 역학적 특성파악을 위한 실내 시험에서 얻은 결론은 다음과 같다.
(고영구 등, 1996). 흑색 셰일 풍화토의 시료는 화순군 북면 외음리 남측(HS-A)과 옥리(H&B)의 셰일 암반으로 구성된 도로 사면의 상단에 분포하는 풍화토의 교란 시료를 각각 채취 하였다
성능/효과
1) 셰일 풍화토는 주로 석영, 점토광물 및 장석 등으로 구성되어 있으며, 비중, 액성한계, 소성한계및 소성지수는 각각 2.66~2.68, 36.39-36.92(%), 18.53-19.48(%), 17.44~17.86 이며, 흙의 분류는 CL에 해당된다.
2) 셰일 풍화토의 선행 압밀하중과 압밀계수는 각각1.01-1.20 (kg/cm) 0.126 ~0.150이며, 다짐시험결과 최적 함수비는 22.5-23(%), 최대 건조단위 중 량은 1.58 ~1.61(t/m') 이다.
3) 포화, 불포화시료의 경우 모두 건조단위중량이 커질수록 점착력은 증가하는 경향이 나타났고, 불포화 상태의 점착력이 포화 상태의 점착력의 약 2배 정도 크게 나타났다. 마찰각의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 불포화 상태일 때는 증가하는 경향이 나타나지만, 포화 상태의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다.
4) 대구지역 셰일 풍화토 (김영수 등, 1995)의 공학적 특성과 비교할 때, 비중은 유사하며, 액성한계 및 소성 한계는 약간 높은 것으로 나타났다.
다짐 후 입자의 파쇄량을 변화 시키는 데는 여러 가지 요인이 있지만, 특히 다짐 에너지 및 함수비에 따라서 상당한 차이를 보이는 것으로 나타났으며, 최적 함수비에서 다짐에너지 증가에 따른 파쇄 전 후의 입도를 비교하면 다짐에너지가 클수록 입자의 파쇄량 및 #200체 통과율이 증가하는 양상을 보였으며 (Fig. 14), 전단시험에 의한 파쇄량 변화도 건조단위중량이 증가할수록 #200체 통과율이 증가하는 경향이 나타나지만 (Fig. 15), 입도분포는 거의 유사한 것으로 나타났다. 시험 (다짐, 전단)에 의해 나타난 입도분포곡선을 기존의 입도분포곡선에 비교해 보았을 때 전체적으로는 입도분포가 양호하게 나타났다.
경향이 있다. 마찰각의 경우는 건조단위 중량이 증가할수록 불포화 상태일 때는 증가하는 경향이 나타나지만, 포화 상태의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 감소하다가 다시 증가하는 경향이 보였고, 두 경우(포화, 불포화)의 마찰각을 비교해 봤을 때, 마찰각은 거의 비슷한 것으로 나타났다.
크게 나타났다. 마찰각의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 불포화 상태일 때는 증가하는 경향이 나타나지만, 포화 상태의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다.
15), 입도분포는 거의 유사한 것으로 나타났다. 시험 (다짐, 전단)에 의해 나타난 입도분포곡선을 기존의 입도분포곡선에 비교해 보았을 때 전체적으로는 입도분포가 양호하게 나타났다.
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