[토질 및 기초 기술사] 129회 1교시 기출문제 2번

 
 
1. 개요
· 점성토는 세립질 토사(실트, 점토 등)로 구성되어, 간극수의 영향과 구조적 특징에 따라 다짐 시 공학적 특성이 크게 변화함
· 적정 함수비, 다짐 에너지 조건 등을 고려한 현장 최적 다짐이 요구되며, 다짐 결과는 투수성, 강도, 압축성 등 공학적 거동에 영향을 미침

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2. 점성토 다짐 개요도 및 관련 그래프

 

• 점성토는 일반적으로 습윤측 다짐에서 구조적 안정성 확보가 용이함

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3.  점성토의 다짐특성

항목특성	내용
함수비 변화	함수비 증가에 따라 γd 증가 후 감소 (포물선형)
최적함수비	사질토보다 큼, 일반적으로 20~30% 수준
공기량 영향	건조측 다짐 시 공기량↑ → 강도↓
강도 및 투수성	습윤측에서 강도는 낮아지나, 구조 안정성↑ / 투수성↓
구조적 변화	함수비 증가 시 입자간 배치가 재정렬되며 구조 변화 발생

 

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4. 점성토 vs 사질토 다짐 비교

항목	점성토	사질토
입자크기	세립질	조립질
최적함수비	높음 (20~30%)	낮음 (10~15%)
다짐곡선	뚜렷한 포물선형	비교적 평탄
다짐영역	습윤측 다짐 우세	건조측 다짐 우세
강도형성	구조적 접합 + 간극수 영향	입자간 마찰 위주
투수성	낮음	높음

 

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5. 점성토 구간 다짐시 문제점 및 대책

문제점	대책방안
과도한 함수비 변화	실시간 함수비 측정 + 적정 함수비 관리
다짐 불균일	층별 다짐 두께 제한(20~30cm) + 적정 횟수 유지
공극수 잔류 및 구조 불균형	습윤측 다짐 시 배수계획 병행
다짐 후 강도저하	다짐 시험결과 기반 적정 에너지 설계
계절 영향 (동절기 동결 등)	계절별 시공계획 수립, 한랭기 작업은 동결 방지 조치

 

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6. 기술자적 제언
- 점성토는 다짐 조건에 따라 장기침하, 불균일 침하, 강도저하 등 위험이 수반되므로 설계자는 현장시험과 실내 다짐시험 결과를 연계하여 다짐조건을 철저히 검토해야 하며, 특히 습윤측 다짐 여부, 배수처리, 적정 에너지 산정 등에서 실무적 판단이 중요함
 
 
 
 
 
 
 
<참조>

1)개요
가)점성토를 다지면 함수비 증가따라 입자배열 달라짐,
나)다짐도일정하면 습윤측보다 건조측에서 더욱 면모화 (OMC건조측-면모화, OMC습윤측-이산화)
다)다짐에너지 클수록 면모-이산 구조 명백
라)건조측과 습윤측 다짐에 따라 팽창성, 압축성, 투수성, 전단강도 등 현저차이. 특히 다짐에너지 클수록 건조측에서는 강도가 증가하나 습윤측에서는 강도의 증감이 거의 무시되고 너무 큰 에너지로 다질때는 강도가 오히려 작아짐

2)구조
가)최적 건조측 함수비로 다져진다면 A점과 같은 면모구조를 가짐
나)함수비 증가하면 흩어져 있는 이온 이중층이 팽창되어 반발작용이 증가
다)함수비를 증가하여 B, C 사이 이온 이중층은 더 팽창

3)투수계수
가)동일 다짐효과대해 투수계수 함수비 증가에 따라 감소.
나)최적함수비보다 약간 큰 함수비에서 최저값을 보이며 서서히 증가
다)건조측에서 투수계수가 큰 이유는 점토입자 배열이 불규칙(면모구조)하여 간극이 크기 때문
라)OMC건조측 함수비
   1]함수비가 증가할수록 투수계수 감소폭 크다
   2]곡선의 기울기 급함
마)OMC 습윤측 함수비
   1]투수계수 최소는 OMC습윤측 함수비에 존재
   2]함수비가 투수계수 최소치의 함수비보다 증가하여도 증가폭 작다
   3]다짐에너지가 클수록 투수계수는 작다
바)현장활용 : 흙댐의 코어다짐은 OMC습윤측 함수비로 다짐
 
4)압 축 성
가)점성토 다짐에 대해 저압축에서는 습윤측, 고압축에서는 건조측에서 큰 압축성을 나타냄.
나)건조측
   1]압력작용 방향에 직각으로 입자를 배열, 간극도 감소
   2]다짐에너지가 작을수록 압축성 작다
   3]다짐에너지가 클수록 압축성 크다
다)습윤측
   1]간극만을 감소
   2]다짐에너지가 작을수록 압축성 큼
   3]다짐에너지가 클수록 압축성 작다
라)매우 높은 압력하 : 건조측, 습윤측 동일한 구조

5)강도변화
가)다짐 점성토의 강도는 함수비 증가에 따라 감소하며 최적함수비 근처에서 강도가 크게 감소
나)두시료를 동일한 건조단위중량이 되도록 건조측, 습윤측에서 각각 다진 경우
건조측(면모구조)이 더 큰 강도
다)OMC 건조측 함수비
   1]함수비가 작을수록 전단강도 큼
   2]다짐에너지가 클수록 전단강도 큼
라)OMC 습윤측 함수비
   1]함수비가 클수록 전단강도 작음
   2]다짐에너지 크면 입자파쇄로 강도작은경우발생
마)현장활용 : 도로노상다짐은 OMC건조측함수비다짐

6)축차응력
가)test data와 같이 건조측 다짐시료가 습윤측의 다짐시료보다 훨씬 강하고 견고하다
나)위 그림에서 최적함수비의 건조측에서 응력이 크고, 입자방향성은 무질서(random)하게됨 → 전단강도는 면모구조일 때 즉, 건조측일 때 커짐

7)수침시 팽창성
 
가)OMC 건조측 함수비
   1]물을 많이 흡수하므로 팽창성 큼
   2]함수비가 적을수록 팽창성은 큼
나)OMC 습윤측 함수비
   1]수침시 팽창성의 최소는 OMC 습윤측에 존재
   2]최소 후 함수비가 증가하여도 팽창성의 증가폭은 작다