흙의 정수위 투수실험

3. 개 요
(1) 시험 목적
물은 흙의 공학적 성질을 좌우하는 중요한 요소의 하나이며, 어떤 유체가 흙 속의 간극을 통해서 유입되거나 유출되는 경우에는 투수성이 있다고 한다. 흙댐, 토류 구조물, 기초지반에 침투나 압력에 대한 영향을 고려하고, 안전성을 검토하기 위해서는 투수시험을 실시해야 한다.

(2) 이론적 배경
1) Darcy의 법칙
자연지반의 틈새에 있는 물은 흐르거나 정지상태이다. 아주 느릴지라도 간극수가 유출입 가능한 매질을 투수성이라 한다. 암반은 투수 가능하지만 아주 느리므로 불투수성으로 취급한다. 흙의 투수성은 공학적인 문제를 일으키는 수가 많다. 흙댐이나 제방에 침투류가 있으면, 그 침투력으로 인해서 안정성에 영향을 미친다. 지하수위 아래에서 진행되는 공사의 장애왿� 침하에도 영향을 준다. 사면이나 옹벽의 뒤채움에 침투류가 있으면, 간극수압의 증가로 유효응력 감소, 즉 전단강도가 감소되어 안정성에 치명적인 영향을 미치는 수가 많다. 그리고, 흙 속으로 흐르는 물은 유속이 아주 느리므로, 층류로 해석한다. 두 점 간의 거리에 대한 수위차를 동수경사라 한다. 매질을 통과한 출구유속은 결국 동수경사에 비례한다.
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5. 실제 실험순서
(1) 약 2kg 의 시료를 준비하고, 그 중량, 비중 및 함수비를 측정한다.
(2) 투수원통의 안지름과 깊이를 측정하여 단면적 및 체적을 계산한다.
(3) 투수원통을 황동철 망으로 덮은 다리 달린 유공판에 올려놓고, 고정시킨다.
(4) 투수원통의 무게를 측정한다
(5) 용기의 저판 위에 황동철망을 깐다.
(6) 시료를 다짐봉으로 다지면서 균등하게 채워넣는다.
(7) 투수원통 및 시료의 무게를 측정한다.
(8) 용기에 넣은 시료에 가수하여 포화상태로 만들어준다.
(9) 충분히 포화되었다고 생각되면(피에조미터의 수위변동이 거의 일어나지 않으면) 유출(Q)과 피에조미터의 수두차(ΔH)를 측정한다
(10) 시험의 평균값을 내기 위하여 5회 반복측정한다.
(11) 수온을 측정한다.
(12) 함수량 측정