흙의 간극비, 간극률, 포화도, 함수비, 함수율
흙을 성질에 따라 어떻게 분류하고 활용해야 하는지에 대해 간극비, 간극률, 포화도, 함수비, 함수율에 대해 정의하고, 각 성질에 따른 특성에 대해 정리하였으니 아래 내용 참고하시기 바랍니다.
흙의 기본적인 성질
- 흙은 흙입자를 중심으로 하여 그 사이에 물, 공기의 3상으로 구성되어 있고, 구성요소의 체적과 중량에 따라 성질이 크게 달라집니다.
- 흙의 구성요소 상호관계는 체적과 중량으로 나타내며, 체적관계는 간극비, 간극률, 포화도를 사용하며, 중량관계는 함수비, 함수율을 사용하여 표시합니다.
흙의 성질에 따른 정의와 계산방법
아래 그림은 자연상태의 흙의 구성요소를 구분하기 위해 도식화한 그림입니다. 자연 상태의 간극(물과 공기)의 용적과 중량에 따라 흙의 성질이 달라지는데 이를 구분하고자 간극비, 함수율 등으로 나타냅니다.
| 구분 | 정의 | 계산식 |
|---|---|---|
| 간극비 | 흙입자의 용적에 대한 간극의 용적비 (Vv/Vs) | e = 간극의 용적 / 흙입자의 용적 |
| 간극률 | 흙 전체의 용적에 대한 간극용적의 백분율 (Vv/V*100%) | n = (간극의 용적 / 흙전체의 용적) × 100% |
| 포화도 | 간극 속 물의 용적 비율 * 흙이 포화상태면 100%, 완전히 건조되면 0% (Vw/Vv*100%) | Sr = (물의 용적 / 간극의 용적) × 100% |
| 함수비 | 흙입자의 중량에 대한 수분의 중량의 비(Ww/Ws*100%) | w = (물의 중량 / 흙입자의 중량) × 100% |
| 함수율 | 흙 전체 중량에 대한 물중량의 백분율 (Ww/W*100%) | w´ = (물의 중량 / 흙 전체의 중량) × 100% |
흙의 간극비의 성질과 감소대책
- 간극비의 성질
- 간극비가 크면 전단강도가 작아진다.
- 간극비가 크면 지지력은 작아진다.
- 간극비가 크면 압축성은 커진다.
- 간극비가 크면 투수성은 커진다.
- 간극비가 크면 보일링 현상이 발생하기 쉽다.
- 간극비가 크면 압밀침하가 커진다.
- 간극비가 크면 모래지반에서 내부마찰력이 작아진다.
- 간극비가 크면 점토지반에서 점착력이 떨어진다.
- 간극비 감소대책
- 다짐
- 연약지반 개량
- 탈수공법
- 배수공법
흙의 함수비의 영향과 감소대책
- 흙의 함수비 영향
- 액상화 현상 발생
- 모래지반에서는 보일링 현상 발생 및 내부마찰력 감소
- 점토지반에서는 히빙현상 발생 및 점착력 감소
- 전단강도 작아짐
- 함수비 감소대책
- 배수공법
- sand drain 공법
- paper drain 공법
- pack drain 공법
여기까지 흙의 기본적인 성질인 간극비, 간극률, 포화도, 함수율, 함수비의 정의와 계산식, 그리고 성질과 대책에 대해 말씀드렸습니다.
다시 한번 정리하여 말씀드리면, 흙의 체적과 관련된 성질은 간극비, 간극률, 포화도이며, 흙의 중량과 관련된 성질은 함수비, 함수율입니다. 여기서 또 흙 입자에 대한 비인지 흙 전체에 대한 비인지 구분하시어 보시기 바랍니다.
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