개념 한 쪽
흙의 성질은 함수비·함수율·공극률·공극비 등 주요 지표로 나타내며, 지반의 공학적 거동을 결정하는 기본 정보가 된다. 현장 조사에서는 지반 종류에 따라 적합한 시험을 선택하여 밀도와 지지력을 파악하고, 계절 변화나 동결융해에 따른 연화현상 같은 특수 현상을 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「흙의 성질」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 모래 지반의 현장 밀도 평가 | 1 | 모래 지반에서 시료 대신 사용하는 현장시험 선택 |
| 노반·포장 설계 시험 선택 | 1 | 노반 두께와 포장 설계에 적합한 시험을 고름 |
| 해빙기 함수비 증가 현상 판별 | 1 | 해빙 후 함수비 증가로 인한 지반 약화 현상 명칭을 묻음 |
흙의 함수비는 흙 속 수분의 중량을 건조 흙 중량으로 나눈 값으로 정의하며, 단위와 분모·분자의 차원을 혼동하면 틀린 정의가 된다. 함수율, 공극률, 공극비 등 각 지표는 서로 다른 물리량(중량비 또는 부피비)을 기준으로 정의되므로 정의를 명확히 구분해야 한다.
토질의 전단강도는 쿨롱-모어 파괴기준(τ=c+σtanφ)으로 설명되며, 점착력과 내부마찰각이 전단강도에 기여한다. 랑킨 이론은 토압 산정에 쓰이는 이론으로 전단강도 공식과는 구분해야 한다.
현장시험은 지반 종류에 따라 선택한다. 모래 지반처럼 불교란 시료 채취가 곤란한 경우에는 표준관입시험으로 N값을 측정하여 현장 밀도나 상대 밀도를 간접 평가한다. 반면 노반 두께 결정이나 포장 단면 설계 목적에는 CBR시험이 지지력 지표로 주로 활용된다.
계절적 영향으로 동결된 지반이 해빙될 때 얼음 렌즈가 녹아 배수되지 않으면 흙의 함수비가 급격히 증가하여 지반 강도가 저하되는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 연화현상으로 불리며, 동상이나 분사 등 다른 동계 관련 현상과 구분하여 이해해야 한다.
모래 지반에서 불교란 시료를 얻기 어려울 때 실험실 밀도 측정이 불가능하면 표준관입시험으로 N값을 측정하여 밀도를 추정하는 사례가 대표적이다. 노반 두께 설계 문제에서는 CBR시험으로 얻은 CBR값을 활용하는 경우가 전형적이다. 해빙기 함수비 증가로 지반이 무르게 되는 상황을 연화현상으로 판단하면 정답으로 귀결한다.
모래의 전단력 차이에 의해 모래의 불교란 시료를 채취하기 곤란한 경우 현지의 지반에서 직접 밀도를 측정하는 시험방법은?
정답 ③ · 문제는 모래 지반에서 시료 채취가 어려울 때 현장에서 직접 밀도를 평가하는 시험법을 묻고 있다. 모래는 전단력이나 점착성이 작아 불교란 시료 채취가 어려우므로 표준관입시험을 통해 N값을 측정하고 이를 통해 현장 밀도나 상대밀도를 간접적으로 평가하는 것이 통상적 방법이다.
모래 지반은 전단력이 작아 불교란 시료 채취가 어려우므로, 현장에서 직접 밀도를 간접 측정하는 표준관입시험을 수행합니다.
주로 노반 또는 기초의 두께 결정, 가소성포장의 단면설계 목적으로 자연지반의 성질을 파악하는 시험은?
정답 ② · 문항은 노반·포장 설계를 위한 자연지반 성질 파악에 주로 쓰이는 시험을 묻고 있다. CBR 시험은 지반의 지지력 지수인 CBR 값을 구하여 노반 및 포장 두께를 결정하는 데 사용되므로 정답이다.
노반 두께 결정과 가소성 포장 설계에는 CBR시험이 주로 사용된다.
동결된 지반이 해빙기에 융해되면서 얼음 렌즈가 녹은 물이 빨리 배수되지 않으면 흙의 함수비는 원래보다 훨씬 큰 값이 되어 지반의 강도가 감소하게 되는데 이러한 현상을 무엇이라 하는가?
정답 ② · 동결된 지반가 해빙기에 융해되면서 얼음 렌즈가 녹은 물이 외부로 빠져나가지 못해 흙의 함수비가 급격히 커지고 지반의 지지력이 현저히 감소하여 연약해지는 현상을 지반의 연화현상(Thaw weakness) 또는 지반의 연약화 현상이라고 부릅니다.
동결 지반 해빙 시 얼음 렌즈 융해수가 배수되지 못해 함수비 증가 및 강도 저하가 발생하는 현상을 연화현상이라고 한다.
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