토질역학 액성한계 및 소성한계 시험

1. 실험 제목
액성한계 및 소성한계 시험 (애터버그 한계시험)

2. 실험 목적
흙의 함수량에 따라 달라지는 흙의 상태의 범위를 공학적으로 나타내는 에터버그 한계(Atterberg Limit)를 측정하는 시험을 진행하며 시험 진행 방법과 관련 이론을 채득한다.

3. 시험 이론
· 애터버그 한계(Atterberg Limit)
세립토는 함수비에 따라 연경도(Consistency)가 달라진다. 건조된 흙(함수비=0)에 물을 계속해서 첨가하면 고체→반고체→소성상태→액체상태로 변한다. (아래 그래프) 이때 흙의 함수비에 따라 변하는 흙의 상태에 대하여 각 상태의 함수비 경계를 1911년 스웨덴의 과학자 A.Atterberg가 실험적으로 구하는 방법을 제시했다. 이를 애터버그 한계시험이라고 하며 애터버그가 제시한 5가지 한계 중 토목에서 사용하는 한계(Limit)은 수축한계(Shrinkage Limit), 소성한계(Plasticity Limit), 액성한계(Liquid Limit)이다. 애터버그 한계는 설계에 직접적으로 이용되는 경우는 드물지만 설계에 사용되는 중요한 계수들이 애터버그 한계를 사용하는 경험식에서 계산된다.

액성한계(LL): · 점성을 띄기 시작한 상태, 소성상태의 최대 또는 액체상태의 최소 함수비.
· 흙을 액성한계 측정용 접시에 넣고 주어진 홈파기 기구로 흠을 판 다음, 그 접시를 1cm높이로 1초에 2회의 비율로 25회 낙하시켰을 때 홈 양쪽에 있는 흙이 1.5cm 합쳐질 때의 함수비를 액성한계라고 한다.
· 액성한계는 입자의 치수는 물론 흙의 화학성분과 광물성분 입자에 흡착되어 있는 이온 등에 따라 그 값을 달리한다. 액성한계의 값과 동일한 함수비를 가지고 있는 흙은 어떤 흙이든 최소값의 전단강도를 가진다. 따라서 자연함수비가 액성한계를 넘어서면 그 흙의 전단강도는 거의 무시할 수 있다.
소성한계(PL): 비소성 상태에 도달한 순간, 즉 소성상태의 최소 함수비.