문 1. 흙의 연경도(consistency)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 소성지수는 액성한계와 소성한계의 차이로 정의된다.

② 주어진 점토의 액성한계와 소성한계는 교란도에 상관없이 일정하다.

③ 애터버그 한계(Atterberg limit)는 사질토에 대한 흙의 분류기준으로 흔히 이용된다.

④ 소성지수가 큰 흙은 일반적으로 점토분을 많이 함유하고 있다.

소성지수(PI) = 액성한계(WL-Wp) 로 정의됨

PI(소성지수) = 2um 점토 함유율 X A(활성도)

=> 소성지수가 커지면 점토 함유율이 높아진다.

하나의 점토는 액성한계와 소성한계는 고유한 값을 가지고 있기에 교란도와 상관없이 일정하다.

문 2. 흙의 다짐에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 일반적으로 입도분포가 양호한 흙의 최대건조밀도는 크고, 최적함수비는 작다.

② 영공기간극곡선은 다짐곡선과 교차할 수 없고, 항상 다짐곡선의 우측에만 위치한다.

③ 모래는 다짐시에 낮은 함수비에서 간극수의 표면장력 때문에 건조밀도가 감소할 수 있다.

④ 유기질 성분이 증가할수록 흙의 최대건조밀도와 최적함수비는 감소한다.

1) 입도분포곡선에서 입도분포가양호할경우 입도분포곡선에서 왼쪽으로 이동하는데 그래프를 보면 최대건조밀도는 크고 최적함수비는 적은것을 볼수 있다.

2) 영공기간극곡선은 항상 다짐곡선 오른쪽에 위치한다.

3) 낮은 함수비 일때 간극수의 표면장력에 의해 Bulking(팽창현상)이 일어나서 건조밀도가 감소한다.

※ 함수비가 크면 표면장력이 생길수 없음.

4) 유기질 성분이 증가할수록 최대건조밀도는 감소하나 함수비는 증가한다.

유기질토는 갯벌에 있는 흙이랑 비슷하다 보면된다.

문 3. 지반내 응력에 대한 내용으로 옳지 않은 것은?

① 점하중이작용할경우지반내응력을산정하는Boussinesq 해는 탄성이론에 근거한다.

② 탄성지반에서 여러 가지 하중들이 지표에 작용하는 경우 지반내의 응력은 각 하중에 의한 응력 증가량을 산정하여 더해줌으로써 계산할 수 있다.

③ 외부하중이 작용하지 않고 지표가 수평한 지반에는 전단응력이 0이다.

④ 흙의 압축성은 전응력이 지배하지만 전단특성은 유효응력이 지배한다.

1) 맞는소리임 그냥 맞다고 받아들이자 외우자.

2) 맞는소리다 여러 하중이 작용할 경우 각 하중에 대한 응력을 계산하여 더해주면 된다.

3) 외부하중이 작용하지 않을시 전단응력은 생길수 없다. 공식은 바로 위 그림을 보자

4) 흙의 압축성은 전응력과 유효응력 둘다 영향을 받는다. 

Bussinesq이론의 전제는

흙의 균질, 등방, 탄성 을 기본으로 깐다.

문 4. 도로 성토시 다져진 흙의 간극비가 0.5이고, 함수비가 10%이다. 흙입자의 비중이 2.50일 때, 공기함유율(air content) A[%]는?

① 14.2

② 16.7

③ 19.6

④ 17.3

Aa = Va/V = (e-Se)/(1+e) = (e-wGs)/(1+e)

     = (0.5-2.5*0.1)/(1+0.5) = 1/6 = 16.6777%

□ 정의

동상이란 0℃이하의 기온에 장시간 노출된 흙의 간극수가 얼어 토사 내 빙정(ice lens)이 형성되고, 계 속적으로 수분을 흡수하여 체적이 팽창되는 현상으로, 동토지반에서 공통적으로 발현되는 대표적인 공 학적 특성

□ 동상이 일어나는 조건

 ○ 동상을 받기 쉬운 흙(실트질 또는 수분이 많은 흙)

 ○ 0℃ 이하의 온도 지속시간이 긴 경우

 ○ ice lens*를 형성하기 위한 물의 공급이 충분할것

* 동결선 위의 물이 얼어서 인접한 간극 속의 물을 빨아들여서 결정이 커지는것이 반복하여 생기는 얼음

□ 동결심도

0℃이하의 온도가 계속될 경우 지표면 아래 0℃인 선이 존재하는데, 이것을 동결선(Frost Line)이라 하고 

지표면에서 동결선까지의 깊이를 동결심도라고 한다.

F=영하 온도 X 지속시간(Day) , C=정수(3~5)이다.

□동상 방지대책

 ○ 배수구를 설치하여 지하수위 낮춤

 ○ 동결심도보다 위에 있는 흙을 조립토로 치환하여 모관수의 상승을 방지한다.

 ○ 지표의 흙을 화학약품(염화칼슘, 염화나트륨, 염화마그네슘 등)으로 처리하여 동결온도를 낮춘다.

 ○ 지하수위보다 높은 곳에 동결심도보다 위에 있는 흙을 동결하기 어려운 재료로 치환한다.

점성토

(1) 개념

점성이 있는 흙. 설계상의 분류로서 세립분(입자 지름 0.075mm 이하의 구성분) 함유율이 50% 이상의 흙

​

(2) 특성

1. 점성토는 물과 접촉할 때 팽창하고 수축하는 성질을 가지고 있으며, 이로 인해 구조물에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 토목공학에서는 점성토의 이러한 특성을 고려하여 설계와 시공을 진행해야 합니다.

2. 높은 소성을 가지며, 이는 흙의 유연성과 변형능력을 나타냅니다. 점성토는 다른 토양 유형에 비해 변형이나 침식에 더 저항력이 있을 수 있습니다.

(3) 종류

-카올리나이트 (Kaolinite) : 1:1 기본구조의 대표적인 점토광물이며 강한 수소결합으로 이루어져있고 안정된 구조이다.

-할로이사이트(Halloysite):1:1 구조로 되어있고 물분자와 수화에 의해 층간 결합을 한다. 튜브형태이며 단위중량은 낮다.

-일라이트( illite) : 실리카 시트사이에 깁사이트 시트가 한개 끼어 있는 2:1 기본구조이며 기본구조 사이에 K+이온에 의하여 결합되어 있다. Si(4+)가 Al(3+)로 동형치환이 되면 음이온이 생기는데 이로인해 균형을 유지하게 된다.

-몬모릴로나이트(Montmorillonite) : 일라이트와 같이 2:1 구조이며 기본구조사이에 K+가 존재하지 않으며 Al이 Mg로 동형치환이 일어나면 이 결정은 음의 전하를 가지는데 이로 인해 물을 다량 흡수하게 된다. 물을 흡수함으로 팽창한다.

​추가종류

벤토나이트(Bentonite)
: 주로 몬모릴로나이트를 포함하는 점토광물로, 매우 높은 팽창성을 가집니다. 이 광물은 드릴링 유체, 차수제, 및 고양이 모래 등 다양한 용도로 사용됩니다.


버미큘라이트(Vermiculite)
: 몬모릴로나이트와 비슷하지만 수분 흡수능력이 더 높은 광물로, 농업에서 토양개량제로 사용되기도 합니다.

(4) 점성토의 주의점

1. 점성토는 건축 및 토목 공사에서 기초를 다지는 데 사용되기도 하지만, 팽창성으로 인해 건물이나 구조물에 손상을 줄 수 있으므로 충분한 조사와 적절한 대책이 필요합니다.

2. 또한, 점성토는 물의 영향을 많이 받기 때문에 배수 설계를 잘 해야 하며, 지반 침하를 방지하기 위해 특별한 주의가 필요합니다.