토목기사 요약/토질 시험 문서 원본 보기

== 통일분류법 ==
[[파일:Graficauscs.png|오른쪽|섬네일|소성도표|400x400픽셀]]

흙의 분류 ♣♣ 08-3, 09-1, 11-1, 17-2

<math>w_L</math> : 액성 한계, <math>I_P</math> : 소성 지수, <math>C_u</math> : 균등 계수, <math>C_g</math> : 곡률 계수라 하고, 200번 체의 크기를 0.075mm, 4번 체의 크기를 4.75mm라 하면
{| class="wikitable" style="background-color:white;"
|- 
! colspan="4" | 분류 기준
! 토군 기호
! 분류
|- 
| rowspan="8" | 조립토<br>200번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이하
| rowspan="4" | 자갈(Gravel; G)<br>조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이하
| rowspan="2"| 200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 <u>5 % 미만</u>
|<math>C_u \geq {\color{red} 4 }</math> 이고 

<math>1\leq</math><math>C_g</math><math>\leq3</math>
| '''GW'''
| 입도 분포가 좋은 자갈(Well graded)
|- 
| 위의 기준을 만족하지 않음
| '''GP'''
| 입도 분포가 나쁜 자갈(Poor graded)
|- 
| rowspan="2" style="background-color:#FFDAB9;" | 200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과
| style="background-color:#FFDAB9;" | [[소성도표]]의 A선 아래 또는
<math>I_P\leq4</math>
| '''GM'''
| 실트질이 섞인 자갈
|- 
| style="background-color:#FFDAB9;" | 소성도표의 A선 위 또는
<math>I_P > 7</math>
| '''GC'''
| 점토질이 섞인 자갈
|- 
| rowspan="4" | [[모래]](Sand; S)<br>조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이상<br>
| rowspan="2" | 200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 <u>5 % 미만</u>
|<math>C_u</math><math>\geq {\color{red} 6 }</math> 이고 <math>1 < C_g < 3</math>
| '''SW'''
| 입도 분포가 좋은 모래
|- 
| 위의 기준을 만족하지 않음
| '''SP'''
| 입도 분포가 나쁜 모래
|- 
| rowspan="2" style="background-color:#FFDAB9;" | 200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과
|  style="background-color:#FFDAB9;" | 소성도표의 A선 아래 또는 <math>I_P < 4</math>
| '''SM'''
| 실트질이 섞인 모래
|- 
|  style="background-color:#FFDAB9;" | 소성도표의 A선 위 또는 <math>I_P > 7</math>
| '''SC'''
| 점토질이 섞인 모래
|- 
| rowspan="6" | 세립토<br>200번 [[체 (도구)|체]]를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이상
| rowspan="3" | [[실트]](Silt; M) 또는 [[점토]](Clay; C)<br><math>w_L<50\%</math>
| rowspan="2" style="background-color:#FFDAB9;" | 소성도표의 A선 아래 또는 <math>I_P < 4</math>
| rowspan="2" |색, 냄새에 의해 구분
| '''ML'''
| 압축성이 낮은 실트, 무기질 실트
|- 
| '''OL'''
| 유기질 실트 또는 유기질 점토
|- 
| colspan="2" style="background-color:#FFDAB9;" | 소성도표의 A선 위 또는 <math>I_P > 7</math>
| '''CL'''
| 압축성 낮은 점토, 무기질 점토
|-
| rowspan="3" | 실트(Silt; M) 또는 점토(Clay; C)<br><math>w_L\geq50\%</math>
| rowspan="2" | 소성도표 A선 아래
| rowspan="2" |색, 냄새에 의해 구분
| '''MH'''
| 소성성이 큰 무기질 실트
|- 
| '''OH'''
| 소성성이 큰 유기질 점토, 유기질 실트
|- 
| colspan="2"| 소성도표 A선 위
| '''CH'''
|소성성이 큰 무기질 점토
|- 
| colspan="4"| 유기질 성분이 매우 많은 흙
| '''Pt'''
| [[이탄]](Peat)
|}
단, 조립토의 미세 입자(200번 체를 통과하는 입자) 비율이 5% 이상, 12 % 이하에 속하거나, 소성도표의 A선 위에 위치하며 <math>4 < I_p < 7 </math>인 경우에는 분류 기호를 이중으로 표기하여 분류한다.

* 입도분포곡선에서 균등, 곡률계수 계산 03

'''유효입경'''(effective size, D<sub>10</sub>)은 통과중량백분율 10%에 해당되는 흙 입자의 입경

'''균등계수'''(coefficient of uniformity, C<sub>u</sub>)

: <math>C_u = \frac{D_{60}}{D_{10}}</math>

'''곡률계수'''(coefficient of curvature, C<sub>g</sub>)

: <math>C_g = \frac{{D_{30}}^2}{D_{10} \times D_{60}}</math>

== 군지수 ==
지배요인 (18-1)

# 액성한계
# 소성지수
# 200체(0.075mm) 통과율

== 예민비 ==
17-4

<math>S_t = \frac{q_{u( {\color{red} \text{불 교 란 } } )}}{q_{u( {\color{red} \text{재 성 형 } } )}}</math>

== 정적 사운딩 종류 ==
05-2, 08-1, 10-2, 17-2
* 베인시험
* 이스키 미터 시험
* 스웨덴식 관입 시험
* 화란식 원추관입시험
* 휴대용 원추관입시험

사운딩 정의?(17-2)

'''사운딩'''(sounding)이란 지반 조사 시 로드(rod)의 끝에 설치한 저항체를 땅 속에 삽입하여 관입, 회전, 인발 등의 저항으로 토층의 성질에 대해 알아보는 일련의 방법들.

== 샘플링 ==
19-2
[[파일:Sampler (Soil mechanics).jpg|섬네일|보링에 사용되는 샘플러 끝부분]]
면적비

<math>A_r=\frac{{D_e}^2-{D_i}^2}{{D_i}^2}\times 100(\%)</math>

면적비 10% 미만이면 불교란 시료(05-1, 06-2)

10% 이상을 교란시료로 보는 이유(06-2)
* 샘플러 삽입 시 여잉토 혼입되기 때문

----

시료 채취 방법(01-2)
* 스플릿 스푼 샘플링
* thin wall tube sampling
* foil sampling
* denison sampling

== 표준관입시험 ==
♣♣

=== N치 보정 이유 ===
♣♣♣ 06-1, 08-3
* 로드 길이에 따른 보정 : 로드가 15m보다 길어지면 마찰에 의해 효율 저하, 로드 변형에 의해 에너지가 손실되기 때문에 N치가 크게 나온다. 따라서 보정해준다.
* 토질에 따른 보정 : 포화된 실트질 모래지반인 경우 부의 간극수압으로 유효응력 증가가 일어나 N치가 크게 나타나기 때문에 15이상의 N치를 보정해준다.
* 상재하중에 따른 보정 : 모래지반 지표면 근처에선 N치가 작게 나오기 때문에 보정해준다.

보링과 동시에 N치를 정확히 구하기 위한 유의사항 3가지가 무엇인가로도 물어봤었음(96-4)

==== 로드 길이에 따른 보정 ====
<math>N_1 = N' \left( 1 - \frac{X}{200} \right)</math>

: N' : 실측 N치. > 15
: X : 로드 길이(m)

==== 토질에 의한 보정 ====
포화된 미세한 [[실트]] [[사질토|사질]]층에 대한 보정

:<math>\begin{align} N_2 & = 15+\frac{1}{2}(N_1-15) \\
                  & = \frac{N_1 + 15}{2} \\ \end{align}</math>

보정 N값은 <u>정수로 해준다</u>.(중간엔 그대로 계산하다가 마지막에만 반올림.)

==== 에너지 효율에 따른 수정계수 ====
99-1

기준 에너지 효율 60%를 표준으로 N치를 구해줄 때... 사용하는 해머의 에너지효율을 E<sub>m</sub>이라 하면

수정계수<ref>{{서적인용|제목=기초공학|날짜=|성=권호진 외|이름=|출판사=구미서관|쪽=37|판=2|장=}}</ref>

<math>C_h = \frac{E_m}{E_{60} } = \frac{E_m}{60}</math>

<math>N_{60} = N \cdot C_h</math>

* N : 측정된 N치

=== 시험결과로 추정할 수 있는 값 ===
♣♣ 06-3

모래(5가지)

* 내부마찰각 Φ : Dunham 공식 이용
* 상대밀도 D<sub>r</sub> : N치 크면 상대밀도 큼.
*지지력계수
* 탄성계수
* 침하량(침하량에 대한 허용지지력)

점토

* 연경도(consistency)
* 일축압축강도 q<sub>u</sub>
* 점착력 c
* 극한지지력 또는 허용지지력

==== 내부마찰각 추정 ====
01-2, 03-2, 06-3, 17-2

* 입도가 양호하고, 토립자가 모났을 때 : <math>\phi = \sqrt{12N}+25</math>
* 입도가 양호하고, 토립자가 둥글 때 : <math>\phi = \sqrt{12N}+20</math>
* 입도가 불량(균일한 입경)하고, 토립자가 모났을 때 : <math>\phi = \sqrt{12N}+20</math>
* 입도가 불량(균일한 입경)하고, 토립자가 둥글 때 : <math>\phi = \sqrt{12N}+15</math>

== 콘 관입 시험 ==
[https://blog.naver.com/bestfd21/220815611642 피에조콘으로 측정할 수 있는 값들](♣♣ 00-3, 03-3, 07-1, 17-1)
* 선단 콘 저항(q<sub>c</sub>)
* 마찰저항 f<sub>s</sub>
* 간극수압 u

== 평판 재하 시험 ==
=== 결과 이용 시 유의사항 ===
♣♣ 09-1, 12-1

* 토질 종단 알아야 함.
* scale effect 고려
* 지하수위와 변동 고려

♣♣♣ 19-2

<math>S_i</math>를 실제 기초의 침하량, <math>S_t</math>를 재하판의 침하량, <math>q_i</math>를 실제 기초의 지지력, <math>q_t</math>를 재하판의 지지력, B를 실제 기초의 폭, b를 재하판의 폭이라고 할 때,
{| class="wikitable"
|-
|  || 지지력에 대한 영향 || 침하량에 대한 영향
|-
| 모래 지반인 경우 || 지지력은 재하판의 폭에 비례하여 증가한다.

:<math>q_i:B=q_t:b</math>
:<math>q_i=q_t\frac{B}{b}</math>
|| 침하량은 재하판의 폭에 비례하지 않는다.

:<math>S_i=S_t \left( \frac{2B}{B+b}\right) ^2</math>
|-
| 점토 지반인 경우 || 재하판의 폭에 관계없이 지지력은 거의 일정하다.

:<math>q_i=q_t</math>
|| 재하판의 폭에 비례하여 침하량이 증가한다. 

:<math>S_i:B=S_t:b</math>이므로
:<math>S_i=S_t\cdot \frac{B}{b}</math>
|}

=== 장기 허용지지력 ===
♣♣88-3, 92-4, 93-3, 95-3, 01-1, 12-2, 17-4

허용지지력은 다음 두 값 중 작은 값 사용. ♣<u>'''주의 : "하중[W]"은 "지지력[W/L<sup>2</sup>]"으로 바꿔준 뒤 계산해야 함!!!'''</u>

항복하중에 의한 단위면적당 실험 허용지지력

<math>q_t = \frac{\text{항 복  강 도 }}{2}</math>

극한하중에 의한 단위면적당 실험 허용지지력

<math>q_t = \frac{\text{극 한  강 도 }}{3}</math>

장기허용지지력

<math>q_a = q_t + \frac{1}{3}\gamma D_f N_q</math>
* N<sub>q</sub> : 지지력 계수

단기허용지지력

<math>q_a = 2q_t + \frac{1}{3}\gamma D_f N_q</math>

허용지지력 계산 시 토층이 두 가지 이상의 토질로 되어있다면 2항을 <math>\frac 13 \sum \gamma D_f N_q</math>

=== Housel의 기초폭 결정 ===
98-4, 99-3, 10-3

동일 침하량에 대해,

기초 : Q = A m + P n에서 Q, m, n을 알면 기초폭 결정 가능. 평판은 원형이고 기초도 원형일 수 있고, 평판은 원형, 기초는 사각형일 수 있으니 주의

평판 1 : <math>Q_1 = A_1 m + P_1 n</math>

평판 2 : <math>Q_2 = A_2 m + P_2 n</math>

:A<sub>1</sub>, A<sub>2</sub> : 평판 1, 2의 면적
:P<sub>1</sub>, P<sub>2</sub> : 평판 1, 2의 둘레
:m, n : 상수

=== 지지력계수 ===
05-3

<math>K = \frac{q}{y} \quad [kg/cm^3]</math>
* q : 하중강도
* y : 침하량
----
K<sub>30</sub> : 지름 30cm 재하판의 지지력계수

K<sub>75</sub> : 지름 75cm 재하판의 지지력계수

<math>K_{30} = 2.2K_{75}</math>

=== 항복하중 구하는 방법 ===
07-1, 09-2

* P - S
* log P - log S
* S - log t

== 횡방향 지반반력계수 현장시험 ==
♣♣ 04-3, 10-1

보링공 내 수평재하시험

* PMT(Pressure Meter Test, [http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=bestfd21&logNo=220815534087 공내 재하시험]) : 보링공 내 측정관을 넣고 내부에 유체압을 줘서 공벽 변형량과 가해진 압력의 관계를 통해 지반 변형계수, 횡방향 지지력계수, 항복하중 등을 알아내는 현장시험.
* DMT(Dilato Meter Test)
* LLT(Lateral Load Test)

== 물리탐사 ==
5가지(03-2, 05-2)

# 탄성파
# 방사능
# 전기 탐사
# 음파 탐사
# 시추공 탐사
# 지하 전자기파 탐사

== 다짐 후 건조단위중량 구하는 방법 ==
07-1, 09-2

* 들밀도시험(모래치환법)
* 고무막법
* 절삭법
* 방사선 밀도측정기에 의한 방법

== 도로 토공현장 다짐도 판정방법 ==
♣♣ 05-2, 08-2, 19-1

* 건조밀도
* 상대밀도
* 포화도 또는 공기공극률
* 변형량
* 강도
* 다짐기계, 다짐횟수

----

고성토 구간, 연약지반 같이 침하나 변형이 있는 도로에서 다짐도를 판정하는 방법으로 변형량을 측정하는 방법은? (94-4)
* proof rolling

== 노상 지지력 평가 현장시험 ==
3가지(16-4, 19-2)
* 평판시험의 K치
* CBR 시험의 CBR값. CBR = California Bearing Ratio
*[https://blog.naver.com/lillaman/45602316 M<sub>R</sub>(회복탄성계수)]
* proof rolling
<gallery widths="300" heights="300" caption="CBR 시험">
파일:Zaranj Airfield assessment-3.jpg
파일:Обеспыливание 2012 Рис. 10.5 Номограмма для определения толщины основания дороги.JPG
</gallery>

== CBR ==
♣♣♣01-1, 04-2, 06-1, 06-3, 09-2, 10-3, 11-3, 12-1, 17-2, 17-4, 19-3

<math>\text{설 계 } \ CBR = \text{평 균 } \ CBR - \frac{CBR_{max} - CBR_{min}}{d_2}</math>

* d<sub>2</sub> : CBR 개수 n에 따라 주어짐.
* 설계 CBR은 소수점 이하는 버림

== 불교란 소성점토 시험법 ==
99-2

팽창성 불교란 소성점토에 대해 일반적으로 다음의 시험을 행한다.

* 비구속 팽창시험(unstrained swell test)
* 팽창압시험(swelling pressure test)

== 액상화 평가 ==
16-2

항만 구조물 설계의 기초지반 액상화 평가에 쓰이는 현장시험 3가지

# SPT
# CPT
# 전단파 속도 시험

== 각주 ==
<references />