토목기사 요약/토질 시험

통일분류법

흙의 분류 ♣♣ 08-3, 09-1, 11-1, 17-2

$w_{L}$ : 액성 한계, $I_{P}$ : 소성 지수, $C_{u}$ : 균등 계수, $C_{g}$ : 곡률 계수라 하고, 200번 체의 크기를 0.075mm, 4번 체의 크기를 4.75mm라 하면

분류 기준				토군 기호	분류
조립토 200번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이하	자갈(Gravel; G) 조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이하	200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	$C_{u}\geq {\color {red}4}$ 이고 $1\leq$ $C_{g}$ $\leq 3$	GW	입도 분포가 좋은 자갈(Well graded)
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	위의 기준을 만족하지 않음	GP	입도 분포가 나쁜 자갈(Poor graded)
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 아래 또는 $I_{P}\leq 4$	GM	실트질이 섞인 자갈
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 위 또는 $I_{P}>7$	GC	점토질이 섞인 자갈
	모래(Sand; S) 조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이상	200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	$C_{u}$ $\geq {\color {red}6}$ 이고 $1<C_{g}<3$	SW	입도 분포가 좋은 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	위의 기준을 만족하지 않음	SP	입도 분포가 나쁜 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 아래 또는 $I_{P}<4$	SM	실트질이 섞인 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 위 또는 $I_{P}>7$	SC	점토질이 섞인 모래
세립토 200번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이상	실트(Silt; M) 또는 점토(Clay; C) $w_{L}<50\%$	소성도표의 A선 아래 또는 $I_{P}<4$	색, 냄새에 의해 구분	ML	압축성이 낮은 실트, 무기질 실트
		소성도표의 A선 아래 또는 $I_{P}<4$	색, 냄새에 의해 구분	OL	유기질 실트 또는 유기질 점토
		소성도표의 A선 위 또는 $I_{P}>7$		CL	압축성 낮은 점토, 무기질 점토
	실트(Silt; M) 또는 점토(Clay; C) $w_{L}\geq 50\%$	소성도표 A선 아래	색, 냄새에 의해 구분	MH	소성성이 큰 무기질 실트
		소성도표 A선 아래	색, 냄새에 의해 구분	OH	소성성이 큰 유기질 점토, 유기질 실트
		소성도표 A선 위		CH	소성성이 큰 무기질 점토
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 $4<I_{p}<7$ 인 경우에는 분류 기호를 이중으로 표기하여 분류한다.

입도분포곡선에서 균등, 곡률계수 계산 03

유효입경(effective size, D₁₀)은 통과중량백분율 10%에 해당되는 흙 입자의 입경

균등계수(coefficient of uniformity, C_u)

C_{u}={\frac {D_{60}}{D_{10}}}

곡률계수(coefficient of curvature, C_g)

C_{g}={\frac {{D_{30}}^{2}}{D_{10}\times D_{60}}}

군지수

지배요인 (18-1)

액성한계
소성지수
200체(0.075mm) 통과율

예민비

17-4

$S_{t}={\frac {q_{u({\color {red}{\text{불 교 란 }}})}}{q_{u({\color {red}{\text{재 성 형 }}})}}}$

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

면적비

$A_{r}={\frac {{D_{e}}^{2}-{D_{i}}^{2}}{{D_{i}}^{2}}}\times 100(\%)$

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

$N_{1}=N'\left(1-{\frac {X}{200}}\right)$

N' : 실측 N치. > 15

X : 로드 길이(m)

토질에 의한 보정

포화된 미세한 실트 사질층에 대한 보정

{\begin{aligned}N_{2}&=15+{\frac {1}{2}}(N_{1}-15)\\&={\frac {N_{1}+15}{2}}\\\end{aligned}}

보정 N값은 정수로 해준다.(중간엔 그대로 계산하다가 마지막에만 반올림.)

에너지 효율에 따른 수정계수

99-1

기준 에너지 효율 60%를 표준으로 N치를 구해줄 때... 사용하는 해머의 에너지효율을 E_m이라 하면

수정계수^[1]

$C_{h}={\frac {E_{m}}{E_{60}}}={\frac {E_{m}}{60}}$

$N_{60}=N\cdot C_{h}$

N : 측정된 N치

시험결과로 추정할 수 있는 값

♣♣ 06-3

모래(5가지)

내부마찰각 Φ : Dunham 공식 이용
상대밀도 D_r : N치 크면 상대밀도 큼.
지지력계수
탄성계수
침하량(침하량에 대한 허용지지력)

점토

연경도(consistency)
일축압축강도 q_u
점착력 c
극한지지력 또는 허용지지력

내부마찰각 추정

01-2, 03-2, 06-3, 17-2

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

콘 관입 시험

피에조콘으로 측정할 수 있는 값들(♣♣ 00-3, 03-3, 07-1, 17-1)

선단 콘 저항(q_c)
마찰저항 f_s
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

$S_{i}$ 를 실제 기초의 침하량, $S_{t}$ 를 재하판의 침하량, $q_{i}$ 를 실제 기초의 지지력, $q_{t}$ 를 재하판의 지지력, B를 실제 기초의 폭, b를 재하판의 폭이라고 할 때,

	지지력에 대한 영향	침하량에 대한 영향
모래 지반인 경우	지지력은 재하판의 폭에 비례하여 증가한다. $q_{i}:B=q_{t}:b$ $q_{i}=q_{t}{\frac {B}{b}}$	침하량은 재하판의 폭에 비례하지 않는다. $S_{i}=S_{t}\left({\frac {2B}{B+b}}\right)^{2}$
점토 지반인 경우	재하판의 폭에 관계없이 지지력은 거의 일정하다. $q_{i}=q_{t}$	재하판의 폭에 비례하여 침하량이 증가한다. $S_{i}:B=S_{t}:b$ 이므로 $S_{i}=S_{t}\cdot {\frac {B}{b}}$

장기 허용지지력

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

허용지지력은 다음 두 값 중 작은 값 사용. ♣주의 : "하중[W]"은 "지지력[W/L²]"으로 바꿔준 뒤 계산해야 함!!!

항복하중에 의한 단위면적당 실험 허용지지력

$q_{t}={\frac {\text{항 복 강 도 }}{2}}$

극한하중에 의한 단위면적당 실험 허용지지력

$q_{t}={\frac {\text{극 한 강 도 }}{3}}$

장기허용지지력

$q_{a}=q_{t}+{\frac {1}{3}}\gamma D_{f}N_{q}$

N_q : 지지력 계수

단기허용지지력

$q_{a}=2q_{t}+{\frac {1}{3}}\gamma D_{f}N_{q}$

허용지지력 계산 시 토층이 두 가지 이상의 토질로 되어있다면 2항을 ${\frac {1}{3}}\sum \gamma D_{f}N_{q}$

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 : $Q_{1}=A_{1}m+P_{1}n$

평판 2 : $Q_{2}=A_{2}m+P_{2}n$

A₁, A₂ : 평판 1, 2의 면적

P₁, P₂ : 평판 1, 2의 둘레

m, n : 상수

지지력계수

05-3

$K={\frac {q}{y}}\quad [kg/cm^{3}]$

q : 하중강도
y : 침하량

K₃₀ : 지름 30cm 재하판의 지지력계수

K₇₅ : 지름 75cm 재하판의 지지력계수

$K_{30}=2.2K_{75}$

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, 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
M_R(회복탄성계수)
proof rolling

CBR 시험

CBR

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

${\text{설 계 }}\ CBR={\text{평 균 }}\ CBR-{\frac {CBR_{max}-CBR_{min}}{d_{2}}}$

d₂ : 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

↑ 권호진 외. 《기초공학》 2판. 구미서관. 37쪽.

[1] 권호진 외. 《기초공학》 2판. 구미서관. 37쪽.

[1]