[토질] 체가름 비중계 실험 (체가름에 의한 입도시험 (KS F 2302), 비중계 시험)

소개글

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목차

체가름에 의한 입도시험 (KS F 2302)


1.목적

2. 원리
(1) 입도 시험용 건조시료의 최소무게
(2) 체번호와 눈금 크기의 규정 및 각 규정의 입경 범위
(3) 입도분포 곡선의 작도법
(4) 입도분포 곡선의 이용

3. 시험기구

4.시험방법
▶ 체분석자료



< 비중계 시험 >

1.목적

2.비중계분석의 원리
(1) 비중계-메스실린더의 검정
(2) 비중계눈금()과 침강깊이(L)의 상관관계
(3) 침강된 토립자의 굵기와 함유율

3. 실험기구

4. 실험방법

5. 실험결과


- 고찰

본문내용

상관관계
비중계와 메스실린더를 한 쌍으로 시험했을 경우에 침강거리(L)와 흙탕물의 비중()은 거의 비례한다. 전통적인 방법으로는 -L 관계의 그래프에서 임의 값에 대한 L값을 구한다. 그런데 선형 회기분석(Regression Analysis)으로 구하면 그래프를 그리지 않고도 보다 정확히 구할 수 있다.
여기서 , L : 각각 비중계 보정시 비중계 눈금 및 그 눈금까지의 거리
n : 측정한 개수
a,b : 과 L이 선형 관계일 경우 기울기 및 L-축 절편
: 각각 및 L의 평균
: 상관계수, 1이면 직선으로 볼 수 있다.
(3) 침강된 토립자의 굵기와 함유율
① 수중에 침강된 구의 크기와 속도
입자의 침강속도는 그 입자의 직경의 제곱에 비례한다.
: Stoke’s Law
여기서, : 구의 낙하속도, cm/sec
: 구의 단위중량, g/cm
: 물의 단위중량, g/cm
: 액체의 점성계수, poise = dynecm/sec2
: 구의 직경, cm
여기서, : 구의 낙하거리, cm
: 시간, min
입자가 너무 크면 물이 지나치게 교란되고, 또 너무 작으면 브라운 운도이 생기기 때문에 위 식의 적용범위는 0.0002㎜ D 0.2㎜라야 한다. 위 식에서 L은 ㎝로, t는 분으로, 또 D는 ㎜로, 실용상 편리한 단위로 고치면 이 식은 다음과 같다.
② 흙탕물의 비중과 침강된 구들의 함유량 관계
흙탕물의 밀도로 침강된 토립자의 크기와 속도는 토립자가 비중계 구부 중심에서 거리 L까지 침강된 순간의 시간(t)과 흙탕물의 비중으로 구한다. 면모화를 방지해서 골고루 섞인 상태에서 토립자의 침강깊이가 L이면 L위에는 침강된 토립자의 입경 d(㎜)보다 큰 것은 없다. 그래서 깊이 L에서의 토립자의 함유량을 P(%)라 하면 토립자의 무게는 이므로 흙탕물의 보정 전 밀도 를 구하면
여기서 P(%) : 토립자의 함유량
③ 메니스커스 및 흙탕물의 온도보정
메니스커스 보정량()은 현탁액의 온도, 점성계수, 비중계 눈금 부분의 직경 등에 따라 다르나 대체로 0.0005㎝이다.
3. 실험기구
중형소형 Pan, 저울, 비커(1리터), #10체, 연고칼, 분산제(규산나트륨 용액 20㏄, 초시계, 메스실린더, 분산기와 jug, 비중계, 항온수조, 버니어 캘리퍼스
4. 실험방법
① 1000cc 메스실린더의 내경을 버니어 캘리퍼스로 측정한다.
② 비중계를 검정한다.
- 구부의 길이
- 구부 끝과 각 눈금의 길이
- 구부의 부피
③ 흙 시료를 #10체에 체질을 한다.
④ 흙 시료를 PI<20로 가정하고 115g무게를 단다.
⑤ 시료에 규산화나트륨을 20ml 를 넣고 1분 이상 교반한다.
⑥ 메스실린더에 옮겨 담고 1000ml 가되게 증류수를 채운다.
⑦ 메스실린더의 입구를 꽉 막고 1초에 1회 정도로 위, 아래로 뒤집어 골고루 섞는다.
⑧ 골고루 섞인 흙탕물(메스실린더)을 항온수조에 비중계를 넣고 초시계를 작동시킨다.
⑨ 경과 시간에 따라 흙탕물의 비중계 눈금을 읽어서 기록한다.
5. 실험결과
(1) 다음에서 비중계눈금과 침강깊이의 상관관계를 측정하라.
① 선형회기분석법을 이용하여 비중 값에 따른 침강깊이 식을 완성하여라.
실측
NO
(cm)
L(cm)
L
x
y
xy
1
1.000
15.7
21.79
1
21.79
-0.026
2.925
1.45
8.556
2
1.015
13.8
19.89
1.030
20.19
-0.011
1.025
0.51
1.051
3
1.025
11.8
17.89
1.051
18.34
-0.001
-0.975
-0.49
0.856
4
1.035
9.8
15.89
1.017
46.45
0.009
-2.975
-1.48
8.851
4.075
51.1
75.46
4.098
106.77
-0.029
0
-0.01
19.314
Aver
1.026
12.775
18.865
1.025
26.693
-0.00725
0
0
4.829
측정수(n) = 4 구부의 부피() =36,메스실린더 내경(D) = 6.4cm
메스실린더 면적(A) = 32.16
= 13.3 cm
선형회기분석법을 이용하여 비중값에 따른 침강깊이 식의 완성
위 식에 알맞은 값을 대입하면 a=-126.67, b=104.88이므로
② 의 관계그래프
(2) 비중계 침강분석에 의한 입경-함유율 관계표와 입도 분포 곡선을 작성하라.
(단, L,는 문제(1)에서 구한 것을 사용)
흙시료 : PI(%) < 20%, Ws(g) = 115g, Gs = 2.65
흙탕물 부피(V, cm3)=1000cm3, P2.0mm(%) = 60%
분산제 종류 : 규산나트륨, 섞은 양 = 20cc Cm = 0.0005
수조온도(T) : 15℃ , 점성계수 μ (mm poise) = 1 ,
Gw = 0.999129 , 수온수정계수(F) = 0.0001
= 1395.84 , = 0.0136
입경-함유율 관계표
시간
(min)
흙탕물 비중()
침강깊이
(cm)
누가통과율(%)
0.5
1.012
0.0125
6.9
0.051
0.0126
17.588
10.5528
1
1.011
0.0115
7.3
0.037
0.0116
16.192
9.7152
2
1.008
0.0085
7.5
0.026
0.0086
12.004
7.2024
5
1.007
0.0075
8.6
0.018
0.0076
10.608
6.3648
15
1.005
0.0055
8.7
0.010
0.0056
7.817
4.6902
30
1.004
0.0045
8.8
0.0074
0.0046
6.421
3.8526
60
1.002
0.0025
8.9
0.0052
0.0026
3.630
2.178
180
1.002
0.0025
9.1
0.0036
0.0026
3.630
2.178
960
1.001
0.0015
9.5
0.0014
0.0016
2.233
1.3398
1860
1.000
0.0005
9.8
0.0009
0.0006
0.838
0.5028
입도 분포 곡선
- 고찰
이번 실험은 체가름 실험을 통해 측정하는 흙의 입도를 분류한 후에 10번체로 걸러진 입자를 가진 흙을 가지고 비중계 실험을 실행 하였다. 예상한대로 시간이 지날수록 비중계의 침강깊이는 깊어 졌는데 이유는 흙탕물의 비중이 지속적으로 감소 했기

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