연경도

연경도의 정의

연경도는 함수비에 따라 흙이 무르고 단단해지는 정도, 즉 상태 변화를 말한다.

이 상태가 바뀌는 경계가 되는 함수비를 아터버그 한계라 한다.

세립토 지반의 시공성과 안정성은 연경도로 먼저 판단한다.

함수비에 따른 네 가지 상태

함수비가 줄어들면 흙은 액성, 소성, 반고체, 고체 순으로 변한다.

상태가 바뀌는 경계 함수비가 각각 액성한계 LL, 소성한계 PL, 수축한계 SL이다.

액성상태의 흙은 흐르며 전단강도가 거의 없다. 소성상태에서는 모양이 유지된다.

수축한계 아래에서는 건조해도 체적이 더 줄지 않는다.

지수 공식

지수는 한계 함수비와 자연함수비 w로 계산한다.

소성지수 PI는 LL에서 PL을 뺀 값이며 소성 상태 함수비 구간의 크기다.

액성지수 IL은 자연함수비가 PL과 LL 사이에서 차지하는 위치를 나타낸다.

같은 w에서 두 지수의 합은 1이므로 하나만 알아도 다른 값을 구할 수 있다.

계산 예제

계산 예제로 LL 60%, PL 30%, 자연함수비 w 45%인 점성토를 본다.

PI는 60에서 30을 뺀 30%다. IL은 (45 − 30) / 30으로 0.5가 된다.

Ic도 (60 − 45) / 30으로 0.5다. 두 값의 합이 1.0이므로 관계식과 맞다.

IL 0.5는 소성 상태이며 굴착 시 주의가 필요한 중간 상태다.

자연함수비가 55%로 커지면 IL은 약 0.83이 되어 불안정 위험이 높아진다.

헷갈리는 점과 직접 풀기

연경도지수와 액성지수는 분모가 같고 분자만 다르다.

두 식의 분모와 분자를 뒤바꾸는 실수가 가장 흔하다.

IL이 0에 가까우면 단단하고, 1에 가까우면 무르다. 자연함수비가 LL에 가까울수록 불안정하다.

직접 풀어 보자.

정답은 0.6이다. 분자 15를 분모 25로 나눈 값이다.

정리

연경도는 함수비에 따른 흙의 상태 변화이며, 경계는 아터버그 한계로 정한다.

지수는 PI, IL, Ic의 공식과 해석을 구분해 답안에 쓴다.

자연함수비가 액성한계에 얼마나 가까운지를 함께 판단한다.