중요 안전 참고 사항: 이것은 현재 실험실이나 현장 매뉴얼이 아닌 전문 보관 문서입니다. 설명된 절차에는 수은, 화염, 가열, 파라핀 및 오늘날 위험하거나 허용되지 않을 수 있는 기타 장비 및 재료가 포함됩니다. 유효한 표준, 위험 평가, 안전 데이터 시트, 적절한 실험실 및 전문 감독 없이는 적용하지 마십시오. 이 텍스트는 현재 Savo Kusić가 제공하는 제품 및 서비스의 일부가 아닙니다.
토양의 부피무게 결정
토양의 부피무게를 결정하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 그중 가장 일반적으로 사용되는 방법을 설명하겠습니다. 원통형 방법, 시료를 물에 담그는 방법, 시료를 수은에 담그는 방법, 모래를 사용하는 방법
실린더를 사용한 절차
이 절차는 가장 널리 사용되며 현장 및 실험실에서 수행됩니다. 유착토와 비결합토에 적용됩니다.
날카로운 아래쪽 가장자리가 있는 알려진 부피의 금속 실린더를 토양 속으로 누르거나 방해받지 않거나 인위적으로 압축된 샘플에 눌러 토양 덩어리로 완전히 채워집니다. 그 후, 샘플의 표면을 칼로 원통의 상단 및 하단 가장자리와 수평을 이루고 즉시 금속 덮개로 닫고 저울로 무게를 측정합니다.
_W_가 실린더와 캡을 포함한 샘플의 무게라면 _W0_는 캡을 포함한 실린더 자체의 무게, _V_는 실린더의 부피
토양 밀도 γ는 다음과 같습니다.
γ = (W - WP)/V
샘플을 물에 담그는 절차
이 절차는 물에 잠긴 신체의 부피가 대체된 물의 부피와 같다는 물리적 특성을 기반으로 합니다. 규칙적인 기하학적 형태의 시료를 얻을 수 없는 유착토에만 사용됩니다.
교란되지 않은 토양이나 더 큰 샘플에서 원숭이 모양의 샘플 조각을 채취하고 자연 상태의 무게 _W_를 저울로 측정합니다. 그런 다음 샘플을 녹인 파라핀으로 덮습니다. 파라핀은 너무 뜨겁지 않고 녹을 만큼만 뜨거워야 합니다. 파라핀의 얇은 층 1-2 mm이 전체 샘플을 완전히 덮어야 합니다. 그런 다음 파라핀이 포함된 샘플의 무게를 저울로 측정하고 무게 _W’_를 얻습니다. 파라핀의 무게는 _W’ – W_입니다.
파라핀의 부피 _VP_는 다음 형식으로 구합니다. VP * γP = W’ – W,
여기서 _γP_는 파라핀의 부피 중량으로 알려져 있으며 그 양은 γP = 0,892 p/cm3.
위 방정식에서 다음과 같은 결과가 나옵니다. VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].
그림. 1. 시료를 물에 담가 토양의 부피무게 측정
그런 다음 파라핀으로 감싼 시료를 가는 명주실로 저울에 걸고(그림 1) 저울의 균형을 맞춘 다음 즉시 증류수가 담긴 용기를 시료 아래로 끌어당겨 시료 전체를 물에 담급니다. 물 속에서의 시료의 명백한 중량 손실로 인해 저울의 균형이 깨졌으므로 분동을 제거하여 균형을 다시 이루므로 파라핀을 물에 담근 시료의 중량 _W_을 구합니다. 물에 잠기지 않은 상태와 잠긴 상태에서 파라핀이 포함된 샘플의 중량 차이는 대체된 물의 무게를 나타냅니다. 즉, 물의 부피 중량 YW = 1,00인 경우 대체된 물의 부피 Vw
부피 _Vw_에서 파라핀의 부피 _VP_를 빼고 시료의 부피를 구합니다.
토양 밀도: γ = W/(Vw – VP)*m
여기서 _m_은 수온 차이로 인한 수정 계수입니다. 4 °C 수온에 대한 Y = 1,0이기 때문입니다. m = γw,T / γw,4oC.
수은에 시료를 담그는 절차
이 절차는 토양 수축 한계를 결정할 때와 같이 규칙적인 기하학적 모양의 샘플 채취를 포기해야 하는 경우에도 적용됩니다.
그림. 2. 시료를 수은에 담가 토양의 부피무게 측정
샘플을 수은으로 완전히 채워진 용기에 담그고(그림 2) 얇은 금속 스파이크가 있는 유리판을 사용하여 수은에 완전히 담그도록 압착합니다. 압착된 수은을 더 큰 용기에 붓고 거기서 무게를 측정합니다. _W_가 샘플의 무게이고, _Wz_가 대체된 수은의 중량이고, _γz_가 수은의 부피 중량이고, Vz=_V_가 샘플의 부피와 동일한 대체된 수은의 부피인 경우;
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
토양의 부피무게는 다음과 같습니다:
γ =W*γz /Wz.
샌드 시술
이 테스트는 현장에서 수행되며 비결합 토양, 자갈, 자갈 모래, 빙퇴석 물질에 가장 자주 적용되며 기타 경우에는 실린더를 사용하여 교란되지 않은 샘플을 추출할 수 없는 경우에 적용됩니다. 이 절차의 원리는 땅에 구멍을 파고 그 안에 부피 무게가 알려진 일반 모래를 채우는 것입니다. 이를 기준으로 구멍의 부피가 결정됩니다. 흙의 부피무게는 굴착된 덩어리의 무게와 구멍의 부피로 결정됩니다.
부피 중량을 측정할 흙의 표면을 수평이 되도록 수평을 맞춘 후, 그 위에 약 40 x 40 cm(그림 3) 크기의 양철판을 놓고, 직경 Ø = 20 cm, 두께의 중앙을 잘라낸 형판을 놓습니다. 5 mm, 땅에 구멍을 파는 데 사용됩니다. 양철판을 바닥에 평평하게 놓고 못으로 고정합니다. 직경 20 cm, 깊이 약 20 cm의 구멍을 템플릿 개구부를 통해 손 도구(칼, 주걱, 숟가락, 끌)로 파고, 바람직하게는 수직 벽이 있지만 템플릿 외부는 파지 않고 잘 청소합니다. 굴착된 모든 재료를 플레이트 위에 놓고, 굴착 직후 자연 습도가 유지된 상태에서 저울로 무게를 측정하여 무게 _W_를 결정합니다. 나중에 자연 습도를 결정하기 위해 샘플을 뚜껑이 있는 주석 상자에 넣고 현장 작업이 완료된 후 건조실로 가져갑니다. 그 직후 건조된 일반 모래를 굴착된 구멍에 붓고, 그 부피 중량 _γd_는 측정을 통해 결정됩니다. 즉, 이전에 수행한 실험실 테스트에서 동일한 깔대기를 통해 동일한 높이에서 모래를 부어 현장 테스트에서와 같이 _h_가 떨어집니다.
그림. 3. 모래시험을 이용한 흙의 부피무게 측정
시험을 시작하기 전, 비이커 안에 있는 일반사의 무게를 측정하고, 그 모래를 양철판의 윗면까지 땅에 채운 후 길이 40 cm의 쇠자로 수평을 맞춘 후, 비커 안에 남은 모래를 측정하여 양철판의 윗면까지의 구멍 속 건조된 보통사의 정확한 무게_Wd_를 구합니다. 주석판 상부 표면까지 굴착된 구멍의 부피 _Vd_는 Vd = Wd/γd.
땅에 있는 구멍의 부피 _V_는 주석 템플릿 개구부의 부피 _v_를 빼서 구합니다:
토양 부피 무게 _γ_는 다음과 같습니다. γ = W/V, 여기서 _W_는 굴착 직후 측정된 구멍에서 굴착된 흙의 무게입니다. 습한 날씨에 덜 민감한 모래 대신 석고, 기름 또는 차가운 아스팔트가 사용된다는 점에 주목됩니다. 또한, 모래를 이용한 테스트 작업을 더 쉽고 빠르게 할 수 있는 특수 장치도 있습니다.
토양 부피 중량의 대략적인 값은 표 1에 나와 있으며, 각 경우의 지리역학적 분석에서 토양 부피 중량은 실험실이나 현장에서의 실험을 통해 결정되어야 합니다.
토양 수분 측정
토양 수분 측정 테스트는 전기 건조기를 사용하는 실험실 방법, 화기 건조를 사용하는 현장 방법, 탄화물 사용, 수중 측정 및 공기 비중병을 사용하는 등 여러 가지 방법으로 수행됩니다. 여기서는 우리나라에서 가장 많이 적용되는 처음 두 가지 방법에 대해서만 설명하겠습니다.
전기건조기를 이용한 실험방법
이 방법은 모든 유형의 토양에 가장 신뢰할 수 있고 가장 널리 적용됩니다. 교란되지 않은 샘플의 흙 조각을 모래시계라고 불리는 두 개의 오목 유리 사이에 놓고 금속 클램프로 고정하고 분석 저울에서 함께 무게를 측정한 다음 전기 건조기에 넣고 무게가 일정해질 때까지 105°C에서 건조합니다(그림 4). 건조 중 온도 차이는 ±2°C보다 커서는 안 됩니다. 낮은 온도에서는 완전한 건조가 이루어지지 않고, 높은 온도에서는 시료의 유기 성분이 탈 수 있기 때문입니다. 모래시계를 건조기에 넣어 샘플을 건조하는 데 소요되는 대략적인 시간은 모래의 경우 약 6시간, 점토의 경우 약 12시간입니다. 건조 후 클램프로 모래시계에 밀봉한 시료를 데시케이터에 넣어 상온으로 식힌 후 다시 측정한다.
그림. 4. 클램프를 사용하여 모래시계에서 샘플 건조
_W_가 모래시계와 클램프를 갖춘 자연 상태의 수분 상태 시료의 무게, Ws 모래시계와 클램프를 갖춘 건조 상태의 시료의 무게, Wt 모래시계와 클램프의 무게라고 하면, Atterberg의 정의에 따른 토양 수분 _w_는 물의 무게를 건조 상태의 토양의 무게로 나눈 값, 즉 w = W-Ws / Ws-Wt * 100 [%].
토양의 다공성 및 다공성 계수 결정
교란되지 않은 상태에서 부피를 측정할 수 있는 경우, 교란되지 않은 샘플에 대해 테스트를 수행합니다.
알려진 부피의 금속 원통을 흔들리지 않는 토양이나 더 큰 크기의 샘플에 넣고 샘플의 윗면을 원통의 가장자리와 수평으로 맞춘 다음 무게가 일정해질 때까지 105°C에서 건조시킨 다음 실온에서 식힌 후 다시 저울에 올려 실린더와 함께 무게를 측정합니다.
_V_가 실린더 내부 부피라면 _Vm_은 비다공성 토양 고형물의 부피, _Wd_는 시료의 건조 중량, _γs_는 고체 입자의 부피 중량, 토양 다공성 _n_은
부피 _Vm_은 샘플의 건조 중량 Wd:
즉, 총 토양 부피의 백분율
γd = Wd/V, 즉 흙의 건조부피중량이므로 넣어도 됩니다
n = 100* (1 – γd/ γs) [%].
다공성 계수는 e = n/(1-n) 공식으로 구합니다.
설계, 품질 관리 또는 작업 수행에는 현행 규정, 표준화된 테스트 방법 및 공인 실험실을 사용하십시오. 이 텍스트는 역사적 교육 자료로 보존되어 있습니다.