토질역학 및 실험 - 액성한계 및 소성한계 시험

액성한계 및 소성한계 시험 (Liquid limit test, Plastic limit test - KS F 2303)
1. 실험 이론
점착력이 있는 세립토는 그 함수비의 변화에 따라 액체상태, 소성상태, 반고체상태, 고체 상태로 존재할 수 있는 데 각 상태간의 경계가 되는 함수비를 에터버그한계라고 한다. 애터버그한계에는 액체왿� 소성상태의 경계함수비인 액성한계왿� 소성상태왿� 반고체상태의 경계함수비인 소성한계, 그리고 반고체왿� 고체상태의 경계함수비인 수축한계가 있다.
① 에터버그 종류 및 압밀특성
ⓐ 액성한계(Liquid Limit) : 소성상태에서 액성상태로 변화할 때의 함수비
액성한계시험을 수행하기 위해 반죽한 흙을 황동제 접시 안에 넣고 표준 홈파기 기구를 사용하여 접시내의 흙덩어리 중아에 홈을 판다. 손잡이를 회전시켜 황동제 접시를 10높이로 올렸다 떨어뜨린다. 25회 낙하했을 때 홈의 바닥이 12.7 맞붙도록 함수비를 조정하는 것은 어렵다. 따라서 동일한 흙에 대해 함수비를 변화시켜 가면서 낙하횟수 이 15회에서 35회 범위에 있도록 최소한 3회의 실험을 실시한다.
흙의 함수비왿� 이에 해당되는 낙하횟수 이 반대수 용지에 표시하면 직선으로 타나나며 이 선을 유동곡선(flow curve)라 한다. 유동곡선으로부터 =25일 때의 함수비를 액성한계라고 한다.
유동곡선의 기울기는 유동지수(flow index)라 하며, 다음과 같이 나타낸다.
( : 유동지수, : 낙하횟수 에 해당하는 함수비. : 낙하횟수 에 해당하는 함수비)
유동곡선은 다음과 같은 일차식으로 표현이 가능하다.
미 공병단위 수로실험국에서는 다음과 같은 경험식도 제시했다.
액성한계실험은 일점법이라 하는 콘 낙하시험법(fall cone method)으로 할 수도 있으며 4번의 콘관입 시험에서 함수비()왿� 콘관입()의 관계를 반대수용지에 그리면 직선이 되며 에 해당하는 함수비가 액성한계가 된다.
ⓑ 소성한계(Plastic Limit) : 반고체상태에서 소성상태로 변화할 때