[토질 및 기초 기술사] 133회 1교시 기출문제 5번

다짐함수비에 따른 점토의 구조변화

 

Ⅰ. 개요

- 함수비가 낮을 때는 면모구조를 이루지만, 함수비가 증가하여 최적함수비에 가까워지면 이산구조로 변화

- 함수비가 최적함수비를 초과하면 물이 윤활제 역할을 하여 다짐 효과는 감소, 흙 입자들이 서로 분리되어 층을 이루는 구조가 됨

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Ⅱ. 개념도 (시험장 간단 스케치용)

 

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Ⅲ. 구조변화 특성

1) 건조측

• 수분 부족 → 점토입자 간 전기적 인력(정전기적 응집) 우세
• 입자들이 각진 형태로 불규칙 결합(Flocculated)
• 간극이 크고, 공기포함 → 투수성 ↑, 강도 ↑, 압축성 ↓

2) 습윤측

• 수분 증가 → 입자 표면 전하에 의해 반발력 증가
• 입자들이 평행 배열(Dispersed) → 간극 작음
• 투수성 ↓, 강도 ↓, 압축성 ↑, 포화 시 변형 증가

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Ⅳ. 다짐함수비의 영향요인

1) 점토광물 종류 : 몬모릴로나이트계는 구조변화 뚜렷함

2) 다짐에너지 : 에너지 ↑ 시 구조가 더 치밀화됨

3) 이온강도 : 염류함량 ↑ → 분산억제 → flocculated 구조 유지

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Ⅴ. 기술자적 제언

1) 건조측 다짐 : 강도·지지력 확보용(도로기층, 사면 등)\

2) 습윤측 다짐 : 침하억제보다는 균등성 확보 목적(제방, 성토체 등)

3) 시공 시 현장함수비 관리 및 다짐곡선을 기반으로 설계목적에 맞는 함수비 측 선택

4) 기술자는 구조적 차이에 따른 압밀거동·투수성 차이를 고려해 사후 침하, 균열, 수압 상승 등을 예방

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✅ 핵심 요약

• 함수비 변화 → 점토입자 배열 변화
• 건조측 : flocculated (강도↑, 투수↑, 압축성↓)
• 습윤측 : dispersed (강도↓, 투수↓, 압축성↑)
• 최적함수비 부근에서 강도·밀도 균형 달성