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Ⅰ. 개 요

1. 세립토는 함수비에 따라서 반죽질기 또는 연경도(consistency)가 다르며 완전건조된 흙에 물을 계속해서 첨가하면 고체상태 → 반고체상태 → 소성상태 → 액체상태로 변한다.

2. 이와같이 흙의 반죽질기가 변화하는 상태를 시험하는 것을 Atterberg 한계시험이라 하며 흙을 분류하고자 하는 함수량 범위로서 액성한계에서 소성한계를 뺀 값을 소성지수(PI : Plastic Index)라 정의한다.

Ⅱ. 함수비변화에 따른 세립토의 거동특성(연경도) : Atterberg 한계

1. 점성토에서는 함수량이 변화하면 흙의 전단강도와 체적이 변함

2. 함수량이 많으면 액체상이 되고 흙의 체적은 최대로 증가

3. 함수량이 감소하면 소성으로 변화, 더욱 함수량이 감소하면 반고체상태, 고체상태로 된다.

4. 함수량이 많은 세립토가 건조되는 사이에 액성, 소성, 반고체, 고체 과정의 단계로 변화

5. 이들이 변화하는 한계를 Consistency한계 또는 Atterberg한계라고 한다.

1. 수축한계 (SL)

1) 고체상태에서 물이 첨가되어 체적이 늘기 시작한 순간

2) 반고체 상태의 최소 함수비

2. 소성한계 (PL)

1) 비소성상태에 도달한 순간의 함수비

2) 소성상태의 최소함수비

3. 액성한계 (LL)

1) 점성을 띠기 시작한 상태의 함수비

2) 액체상태의 최소함수비

Ⅲ. 소성지수 구하는 방법

PI = LL - PL

LL : 액성한계

PL : 소성한계

1. 접착력이 없는 흙의 소성지수 PI=0%이다

2. 모래 PI=0%, 시트 PI=10%, 점토 PI=50% 정도로 나타남.

Ⅳ. Atterberg한계 결과의 이용

1. 소성도→흙의 판별 분류 에 이용

2. 전단강도 증가율 추정 : Skempton의경험식

3. 활성도(A) 구함.

-흙의 팽창성 구함

-도로 공항 등의 건설재료 로서 흙의 공학적 성질 판단.

-PI 클 수록→활성도(A) 크고→공학적 성질 불안정

-점토립자 크기 작을 수록→A 크고

-유기질 함량 많을수록→A 크다

A= PI

2 (0.002㎜)이하의점토입자의중량백분율(%)

-몬모릴로나이트(벤토나이트): 활성도 대단히 크다.

4. 세립토 의 유동화 현상 규명

(1)액성지수 (IL또는 LI)=

-자연함수비( )〉LL(wL)(액성한계) ⇒ 액성지수(IL)〉1

-액성상태 되고→유동화 하기 쉽다.

-유동화 된 흙: 급격한 하중 증가,충격시 ⇒ 전단강도 상실.

5. 액성지수(IL=LI) 구하여 ⇒ 흙의 안정성 판단.

-액성지수가 0 에 가까울수록 ⇒ 공학적 안정 상태

-예민한 점토: IL〉1(0.6-1.0정도)

-정규압밀점토: IL≒1

-과압밀점토: IL=0 -1-

-극히 과압밀 점토: IL〈1

6. 연경도 (Consistancy Index=Ic) 구하여 ⇒ 점성토의 상대적 굳기 판단.⇒흙의 안정성 판단.

(1)Ic=

(2) Ic가 0 에 가까울수록 ⇒ 불안정

(3) Ic가 1 에 가까울수록 ⇒ 안정

7.정지토압계수 추정⇒토압계산

Alpan의제안식

K =0.19+0.233logIp(정규압밀점토)

8. 도로 포장 공사의 품질 기준으로 사용된다.

1) 노상 / 동상방지층 : PI < 10

2) 보조기층 : PI < 6

3) 입도조정기층 : PI < 4

Ⅴ. 결 론

1. 소성지수(PI)는 No. 200체 통과량, 점토분 함유량과 밀접한 관계가 있고, 소성지수(PI)는 포장체의 구성요소, 즉 기층, 보조기층, 동상방지층 및 노상토에 미치는 영향이 매우 크므로 PI값을 일정값 이하로 규제하고 있다.

2. 특히, 소성지수는 세립토의 거동특성을 크게 지배하는 요소로서 이 지수의 대소에 의하여 토공재료로서의 적합여부를 판정하며 소성지수 PI값이 작을수록 토공재료로서는 적합한 재료라 할 수 있다.

3. 따라서, 큰 강도가 필요한 도로의 노상재료 및 각종 안정처리 등 토공 및 포장재료의 적부를 결정하는데 소성지수(PI)를 사용하여 규제하고 있다.