본 연구는 다짐특성과 관련된 정량적인 자료를 제공하고자, 현장에서 채취된 여러 종류의 흙에 대한 입도분포 및 소성도에 따른 다짐특성을 파악하고, 인위적으로 조성한 입상체 흙에 대하여 A, D다짐에 따른 다짐특성 관계를 파악하였다. 실험 결과 최대 건조단위중량은 점토질 흙이 모래질 흙과 자갈질 흙에 비해 약 10% 작게 나타났다. 또한 점토질 흙의 최적함수비는 모래질 흙에 비해 약 20%, 자갈질 흙에 비해 약 30% 크게 나타나는 경향을 보였다. 또한 #200체 통과량은 30~50%, 모래 함유량은 30~60% 정도에서 다짐특성의 뚜렷한 변화를 확인할 수 있었다. 액성한계와 소성한계에 따른 다짐특성은 유사한 변화특성을 나타내었고, 세립토의 함유량이 많을수록 다짐특성이 뚜렷하지 않은 결과를 얻을 수 있었다. 인위적으로 조성된 입상체 재료와 현장재료의 다짐 특성은 거의 유사한 변화특성을 보였다. 한편 D다짐에 비해 A다짐이 최대건조단위중량은 약 10% 작게, 최적함수비는 약 20% 크게 나타났으며, 최대건조단위중량과 최적함수비가 커질수록 그 비는 증가하는 것으로 나타났다.
본 연구는 다짐특성과 관련된 정량적인 자료를 제공하고자, 현장에서 채취된 여러 종류의 흙에 대한 입도분포 및 소성도에 따른 다짐특성을 파악하고, 인위적으로 조성한 입상체 흙에 대하여 A, D다짐에 따른 다짐특성 관계를 파악하였다. 실험 결과 최대 건조단위중량은 점토질 흙이 모래질 흙과 자갈질 흙에 비해 약 10% 작게 나타났다. 또한 점토질 흙의 최적함수비는 모래질 흙에 비해 약 20%, 자갈질 흙에 비해 약 30% 크게 나타나는 경향을 보였다. 또한 #200체 통과량은 30~50%, 모래 함유량은 30~60% 정도에서 다짐특성의 뚜렷한 변화를 확인할 수 있었다. 액성한계와 소성한계에 따른 다짐특성은 유사한 변화특성을 나타내었고, 세립토의 함유량이 많을수록 다짐특성이 뚜렷하지 않은 결과를 얻을 수 있었다. 인위적으로 조성된 입상체 재료와 현장재료의 다짐 특성은 거의 유사한 변화특성을 보였다. 한편 D다짐에 비해 A다짐이 최대건조단위중량은 약 10% 작게, 최적함수비는 약 20% 크게 나타났으며, 최대건조단위중량과 최적함수비가 커질수록 그 비는 증가하는 것으로 나타났다.
This study, to provide quantitative data related to compaction characteristics, identifies the compaction characteristics of various types of soil samplers, in relation to their particle-size distribution and plasticity degree, and the compaction characteristics of artificially created granular mate...
This study, to provide quantitative data related to compaction characteristics, identifies the compaction characteristics of various types of soil samplers, in relation to their particle-size distribution and plasticity degree, and the compaction characteristics of artificially created granular materials, in relation to their A & D compaction. The results of the experiments show as follows. $r_{dmax}$ of clay is less than those of both sand and gravel approximately by 10%. O.M.C of clay has turned out to be greater than sand and gravel approximately by 20% and 30%, respectively. Changes in the compaction characteristics can be observed clearly around 30~60% of sand and 30~50% of passing No.200 sieve. It has also been shown that the compaction characteristics related to LL and PL are similar to each other in changes, and that the compaction characteristics become less clear with higher percent of fine grained soil. The compaction characteristics of the artificially created granular materials and field materials have appeared almost similar to each other. $r_{dmax}$ is less approximately by 30% and O.M.C greater approximately by 20% in A compaction than in D compaction. As $r_{dmax}$ and O.M.C become greater, its rate increases.
This study, to provide quantitative data related to compaction characteristics, identifies the compaction characteristics of various types of soil samplers, in relation to their particle-size distribution and plasticity degree, and the compaction characteristics of artificially created granular materials, in relation to their A & D compaction. The results of the experiments show as follows. $r_{dmax}$ of clay is less than those of both sand and gravel approximately by 10%. O.M.C of clay has turned out to be greater than sand and gravel approximately by 20% and 30%, respectively. Changes in the compaction characteristics can be observed clearly around 30~60% of sand and 30~50% of passing No.200 sieve. It has also been shown that the compaction characteristics related to LL and PL are similar to each other in changes, and that the compaction characteristics become less clear with higher percent of fine grained soil. The compaction characteristics of the artificially created granular materials and field materials have appeared almost similar to each other. $r_{dmax}$ is less approximately by 30% and O.M.C greater approximately by 20% in A compaction than in D compaction. As $r_{dmax}$ and O.M.C become greater, its rate increases.
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문제 정의
KS F 2312에서는 몰드의 크기와 해머무게의 조합에 따라 다짐방법을 A, B, C, D, E의 5가지 방법으로 나누고, A와 B방법은 표준다짐시험과 같은 다짐에너지를 사용하며, C, D, E방법은 수정다짐과 같은 다짐에너지를 사용하는 방법이다. 따라서 본 연구에서 다짐에너지에 따른 특성을 연구 하기 위해서 A, D다짐을 실시하였다.
본 연구는 흙의 구성, 소성도, 다짐에너지에 따른 다짐특성에 대하여 연구를 수행하였고, 소규모 공사의 효율성을 높이고자 다짐 관련 정량적인 기초자료를 제공하고자 하였다.
따라서 그로 인해 소규모 도로 및 제방 등의 현장에서는 정확한 다짐관리를 위해 실내시험과 현장시험을 통한 다짐시험을 수행함으로써 필요 이상의 다짐에 대한 경비와 시간이 소요되는 경향이 없지 않다. 이러한 점을 보완하기 위해서 본 연구는 다양한 종류의 흙에 대해서 실내다짐시험을 실시하여 입도 분포 및 소성도에 따른 다짐특성을 파악하고, 또한 다짐종류에 따른 다짐특성관계를 파악하여 기초적인 자료를 제공함으로써 다짐시험이 수행되는 공사에 대한 효율성을 높이고자 하였다.
제안 방법
D다짐은 A다짐에 비해 다소 번거롭고, 시험시간도 많이 걸림으로 본 연구에서는 357개의 자연시료에 대해서는 D다짐을 수행하지 않았다. 따라서 다짐에너지에 따른 다짐특성을 비교하기 위해서 인위적인 혼합비에 의해 별도의 15개 입상체를 구성하여 A, D다짐을 실시하였다. 인위적인 혼합비에 의한 흙 시료는 통일분류법에 의해 자갈질과 모래질, 점토질로 분류될 수 있도록 Fig.
대상 데이터
본 연구에서는 Table 1과 같이 경상도 여러 지역의 지표면 부근의 표토층을 교란상태로 채취한 357개 시료에 대하여 A다짐을 실시하였다. 입도분석에 의한 통일분류법에 의 해 점토질이 145개, 모래질이 196개 자갈질이 16개로 분류되었으며, 각 흙에 대한 기본적인 물리적 특성은 Table 2에 나타내었다.
성능/효과
(1) #200체 통과량에 따라 30∼50%에서 최대건조단위중량은 감소하고, 최적함수비는 증가하는 경향을 나타내었고, 그 이외에서는 세립분이 많을수록 최적함수비가 산 란되는 경향이 있지만 대체적으로 다짐특성이 일정한 값을 갖는 것으로 나타났다.
(2) 모래함유량이 30∼60% 사이에서 다짐특성의 변화가 #200체 통과량과는 다르게 나타났으며, 최적함수비와 최대 건조단위중량과의 관계는 rdmax = 22.06e-0.016(O.M.C)으로 기존연구보다 3% 정도 감소한 결과를 얻었다.
(3) 최대건조단위중량은 액성한계와 소성한계가 증가할수록 감소하였고, 최적함수비는 증가하는 경향을 나타내어 기존 연구결과와 유사하였으며, 국내의 지반특성을 고 려한 자료로 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단되었다.
(4) 최대건조단위중량과 최적함수비의 관계는 A다짐이 rdmax = 43.51(O.M.C)-0.33, D다짐이 rdmax = 50.19(O.M.C)-0.36의 관계를 나타내어 D다짐이 A다짐보다는 좌측 위에 위치하는 일반적인 경향을 나타내었다. 또한 최대건조단위 중량은 A다짐이 D다짐에 보다 약 10% 작게 나타났고, 최적함수비는 약 20% 크게 나타나는 것으로 검토되었 으며, 다짐특성이 크게 나타날수록 증감비율이 증가하는 경향을 나타내었다.
7(a)와 같이 거의 유사한 값을 나타냈고, Fig. 7(b)의 최적함수비도 최대 건조단위중량보다 약간은 넓은 범위로 분포하지만 비교적 유사하게 분포하였다. 또한 최대건조단위중량의 감소하는 경향과 최적함수비의 증가하는 경향은 자연시료와 인위적으로 조성한 입상체에서 같은 경향성을 나타내었다.
A다짐은 rdmax = 43.51(O.M.C)-0.33의 관계를 보였고, D다짐은 rdmax = 50.19(O.M.C)-0.36의 관계를 나타내어 D다짐이 A다짐보다는 좌측 위에 위치하는 다짐에너지에 따른 일반 적인 경향을 나타내었다. 또한 Fig.
8(c)와 (d)에는 다짐에너 지에 따라 다짐특성의 차이를 알아보기 위해 D다짐시험 결과에 대해서 정규화를 시켜 나타내었다. 그 결과 최대건조 단위중량은 A다짐이 D다짐에보다 약 10% 작게 나타나는 것으로 검토되었고, 최적함수비는 약 20% 크게 나타나는 것으로 검토되었다. 또한 다짐특성이 크게 나타날수록 증감비율이 증가하는 경향을 나타내었으며, 다짐에너지가 작을수록(D다짐→A다짐) 입도가 커지면, 즉, 자갈질>모래질>점토질일수록 최적함수비는 차이는 많이 발생하고, 최대건조단위중량은 반대의 경향이 나타났는데 이는 자갈질 지반이 다짐에너지의 영향을 많이 받아 체적변화가 크게 발생하기 때문에 나타나는 특성이라 판단되었다.
특히, 다짐효과는 #200체 통과량이 30∼50% 정도 함유된 모래질 흙에서 뚜렷한 특성 변화를 보였다. 그러므로 이와 같은 결과에 의해 현장에서 유용할 수 있는 다짐에 유리한 흙은 모래질 흙임을 알 수 있고, 점토질과 자갈질 흙은 크게 다짐특성 변화를 발휘하지 못하는 것으로 판단할 수 있 다. 즉, 적절한 양의 모래질 성분의 함유에 따라 현장 다짐에 따른 지반특성을 개선할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
#200체 통과량이 30%까지는 다짐특성이 거의 일정한 변화를 보이다가 #200체 통과량이 30∼50%에서 최적함수비는 증가하는 경향을, 최대건조단위중량은 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 50% 이상에서는 최적함수비는 다소 산란되었지만 최적함수비와 최대건조단위중량이 거의 일정한 경향을 나타내었다. 또한 모래함유량 30% 이하에서와 60% 이상의 범위에서는 비교적 일정한 특성을 나타내었고, 30∼60% 범위에서는 최적함수비는 감소하는 경향을, 최대건조단위중량은 약간 증가하는 경향을 나타내었다.
또한 최대건조단위중량의 감소하는 경향과 최적함수비의 증가하는 경향은 자연시료와 인위적으로 조성한 입상체에서 같은 경향성을 나타내었다. 따라서 인위적으로 조성한 입상체의 결과는 자연시료에 대한 결과와 유사한 경향을 가진다고 판단되었고, 인위적인 입상체의 다짐시험 결과를 자연시료에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.
또한 다짐특성이 크게 나타날수록 증감비율이 증가하는 경향을 나타내었으며, 다짐에너지가 작을수록(D다짐→A다짐) 입도가 커지면, 즉, 자갈질>모래질>점토질일수록 최적함수비는 차이는 많이 발생하고, 최대건조단위중량은 반대의 경향이 나타났는데 이는 자갈질 지반이 다짐에너지의 영향을 많이 받아 체적변화가 크게 발생하기 때문에 나타나는 특성이라 판단되었다.
또한 모래함유량 30% 이하에서와 60% 이상의 범위에서는 비교적 일정한 특성을 나타내었고, 30∼60% 범위에서는 최적함수비는 감소하는 경향을, 최대건조단위중량은 약간 증가하는 경향을 나타내었다.
또한 자갈질과 모래질은 점토질에 비해 약 10% 정도 최대건조단위중량이 크게 산정되었고, 최적함수비는 점토질이 자갈질과 모래질에 비해 약 20∼30% 정도 크게 나타났다.
36의 관계를 나타내어 D다짐이 A다짐보다는 좌측 위에 위치하는 일반적인 경향을 나타내었다. 또한 최대건조단위 중량은 A다짐이 D다짐에 보다 약 10% 작게 나타났고, 최적함수비는 약 20% 크게 나타나는 것으로 검토되었 으며, 다짐특성이 크게 나타날수록 증감비율이 증가하는 경향을 나타내었다.
7(b)의 최적함수비도 최대 건조단위중량보다 약간은 넓은 범위로 분포하지만 비교적 유사하게 분포하였다. 또한 최대건조단위중량의 감소하는 경향과 최적함수비의 증가하는 경향은 자연시료와 인위적으로 조성한 입상체에서 같은 경향성을 나타내었다. 따라서 인위적으로 조성한 입상체의 결과는 자연시료에 대한 결과와 유사한 경향을 가진다고 판단되었고, 인위적인 입상체의 다짐시험 결과를 자연시료에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.
8(b)는 D다짐시험 결과를 나타내었다. 조립토 성분이 많이 함유될수록 최대건조단위중량은 증가하고, 최적함수비는 감소하는 경향을 보였다.
3과 같이 나타내었다. 최대건 조단위중량은 자갈질은 17.31kN/m3 , 모래질이 16.97kN/m3 , 점토질이 15.74kN/m3으로 점토질에 비해 모래질과 자갈질이 약 8%, 10% 증가하는 것으로 분석되었고, 최적함수비는 자갈질이 15.44%, 모래질이 17.03%, 점토질이 21.13%으로 점토질에 비해 모래질과 자갈질이 약 20%, 27% 감소하는 것으로 분석되었다.
6과 같이 나타내었고, 액성한계 50%, 소성한계 30% 이하의 범위에서 자료 분포가 기존 연구들과 유사하였다. 최대건조단위중량은 액성한계와 소성한계가 증가할수록 감소하는 경향이 나타났고, 최적함수비는 증가하는 경향을 나타내었다. 소성한계의 경우 Sridharan et al.
특히, 다짐효과는 #200체 통과량이 30∼50% 정도 함유된 모래질 흙에서 뚜렷한 특성 변화를 보였다.
후속연구
그러므로 이와 같은 결과에 의해 현장에서 유용할 수 있는 다짐에 유리한 흙은 모래질 흙임을 알 수 있고, 점토질과 자갈질 흙은 크게 다짐특성 변화를 발휘하지 못하는 것으로 판단할 수 있 다. 즉, 적절한 양의 모래질 성분의 함유에 따라 현장 다짐에 따른 지반특성을 개선할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
1(b)에는 소성도표에 액성한계와 소성지수를 나타내었으며, 액성한계 50% 이하의 저소성으로 CL과 ML로 주로 분포하는 것으로 나타났다. 하지만 본 대상시료 중 자갈질은 자료 수가 충분하지 못하기 때문에 자료축척이 이루어져야 할 것으로 판단되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
연구에서 D다짐을 일부 수행하지 않은 이유는?
D다짐은 A다짐에 비해 다소 번거롭고, 시험시간도 많이 걸림으로 본 연구에서는 357개의 자연시료에 대해서는 D다짐을 수행하지 않았다. 따라서 다짐에너지에 따른 다짐특성을 비교하기 위해서 인위적인 혼합비에 의해 별도의 15개 입상체를 구성하여 A, D다짐을 실시하였다.
흙에 대한 다짐특성의 변화는 어떻게 나타나는가?
일반적으로 흙에 대한 다짐특성은 점토질, 모래질, 자갈질의 구성성분에 따라 다양한 변화를 보이며, 물리적 특성에 따라서도 다짐특성의 변화가 나타난다. 다짐에 대한 연 구는 Jonson & Sallberg(1960)가 다짐시험을 통해 여러 종류의 흙에 대한 표준화된 다짐곡선을 제시하였고, Lee & Suedkamp(1972)도 35종류의 흙에 대한 A다짐시험을 수행 하여 4가지 형태의 다짐곡선을 예측할 수 있는 연구를 수행하였다.
모래 질 성분의 흙이 현장에서 유용할 수 있는 이유는?
이와 같은 결과에 의해 점토질 및 자갈질 성분의 흙은 모래 질 성분의 흙보다는 다짐특성의 변화가 없는 것으로 판단할 수 있다. 특히, 다짐효과는 #200체 통과량이 30∼50% 정도 함유된 모래질 흙에서 뚜렷한 특성 변화를 보였다. 그러므로 이와 같은 결과에 의해 현장에서 유용할 수 있는 다짐에 유리 한 흙은 모래질 흙임을 알 수 있고, 점토질과 자갈질 흙은 크게 다짐특성 변화를 발휘하지 못하는 것으로 판단할 수 있 다. 즉, 적절한 양의 모래질 성분의 함유에 따라 현장 다짐에 따른 지반특성을 개선할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
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