지반공학응용및연습(3학년)_흙의생성

(1)

Principles of

Geotechnical Engineering

1 장

흙 의 생 성

(2)

1. Discipline

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토질역학

(Soil Mechanics)

§ 흙(soil)의 거동과 평형에 관한 학문 § 여러 형태의 힘을 받았을 때 흙의 움직임 연구

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지반공학

(Geotechnical Engineering)

§ 토질역학, 암반역학, 기초공학 등 § 지반을 구성하는 재료와 관련된 공학

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Geotechnical Engineering 2. Origin of Soil

Chapter 2 v

흙의 생성(암반의 풍화)

§ 물리적 풍화(Mechanical weathering) - 물리적인 힘에 의하여 작은 입자로 부서지는 현상 - (물, 바람, 파도, 빙하, 동상, 온도변화에 의한 팽창과 수축) § 화학적 풍화(Chemical weathering) - 암반의 구성원소의 화학적 분해. 본래 성격을 완전 상실 장석(feldspar), 운모(mica) → clay

(4)

2.1 Residual Soil & Transported Soil

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잔적토

(Residual Soil)

§ 풍화된 위치에서 이동하지 않고 제자리에 남아있는 경우 § 정적토 또는 잔류토

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퇴적토

(Transported Soil)

§ 풍화된 흙이 자연적인 이동수단에 의하여 다른 곳으로 이동하여 생성

§ 충적토(Alluvial or Fluvial soil) § 빙하 퇴적토(Glacial soil)

§ 풍적토(Aeolian soil) § 호상토(Lacustrine soil) § 붕적토(Colluvial soil) § 해성토(Marine soil)

(5)

Geotechnical Engineering

2.1.1 Characteristics of Residual Soil

Chapter 2 v

잔적토(잔류토)의 특성

§ 정규압밀지반 § 외부하중이 작용하면 비교적 큰 변형(압밀침하) 발생 § 과거에 현재의 상재하중보다 큰 하중을 받았던 이력이 없음 § 풍화작용에 의해 분해된 암석이 원위치에서 토층 형성 § 토층심도가 깊어짐에 따라 흙입자의 크기 증대, 풍화도 감소(» 정적토)

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비점성토 구조

§ 단립구조 (single-grained structure)

§ 봉소(벌집)구조 (honey-comb structure)

2.3.1 Structure of Clay minerals

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점성토 구조

§ 면모구조 (flocculent structure)

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2.3.2 Variety of Clay minerals

Chapter 2 v

Kaolinite(카올리나이트)

§ 우리나라의 대표적 점토광물 § 1:1 기본구조 (2층 구조) § Specific surface = 15m2_{/g ← 안정적임} § 고령석 (알루미늄을 함유한 규산염 광물) 7.2Å Hydrogen bond

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Illite (Clay mica group, 일라이트)

§ 2:1 구조 (3층 구조) § Specific surface = 80m2_/g § Si4+대신 Al+3이 들어갈 경우(동형치환)이 일어남 § 운모 (판모양의 단단한 광물) 10Å K+ _{(don`t exchangeable)}

(9)

Chapter 2 v

Montmorillonite (몬모릴로나이트)

§ 2:1 구조 (3층 구조) § Specific surface = 800m2_{/g ← 불안정} § 물을 흡수하면 팽창 § 알루미늄과 마그네슘을 주성분 (규산염 광물, 장석, 응회석) 9.6Å 이상

(10)

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활성도

§  = 소성지수()  이하의 점토 함유율(%) § 흙의 팽창성을 판단하는 기준 § 활주로, 도로 등의 건설 재료를 판단하는데 사용 § 활성도가 클수록 공학적으로 불안정하며, 팽창수축의 가능성이 커진다. 2.3.2 Activity of Clay 점토 활성도(A) 주성분 비활성 점토 A < 0.75 Kaolinite 보통 점토 0.75 ~ 1.25 Illite 활성 점토 A > 1.25 montmorillonite