축제용흙의 함수비 변화에 의한 다짐율 및 수용계수 변화에 관한 연구

A study of compaction ratio and permeability of soil with different water content

수수자원(水水資源) 개발(開發)을 위(爲)한 Earth Dam이나 도로(道路)와 같은 흙을 주(主)로하는 많은 구조물축조(構造物築造)에 있어서 그 구조물성질(構造物性質)에 따라서 흙의 종류(種類)가 결정(決定)되며 때로는 흙의 성질(性質)에 따라서 구조물(構造物)의 설계(設計)가 달라진다. 특(特)히 저수(貯水)를 목적(目的)으로 하는 제당축조(堤塘築造)에서 중심점토재료(中心粘土材料)의 선정(選定)은 완전(完全)한 구조물(構造物)을 위(爲)해서 또 공사비(工事費) 절감(節減)을 위(爲)해서 대단(大端)히 중요(重要)한 문제(問題)라 하겠다. 이를 위해서 여러종류(種類)의 흙이 사용(使用)되고 있고 이들 흙의 제반(諸般) 역학적(力學的) 성질(性質)이 이미 실시(實施)된 많은 시험결과(試驗結果)로서 실제(實際) 설계(設計)에, 또 구조물(構造物) 안전도(安全度) 검토(檢討)에 응용(應用)되고 있으나 이들 결과(結果)는 그 흙의 최적함수비(最適含水比) 최대밀도(最大密度)에 대(對)한 것으로 실제(實際) 시공과정(施工過程)에서 볼 때 최과함수상태하(最過含水狀態下)에서 시공(施工)하기는 어려운 것으로 이런 경우(境遇)에 흙의 역학적성질(力學的性質)에 대(對)한 자료(資料)가 없어 설계(設計) 및 안전도(安全度) 검토(檢討)에 지장(支障)이 많은바 이를 위해서 본(本) 시험(試驗)을 실시(實施)하였다. 1. 시험(試驗)에 사용(使用)한 시료(試料)는 실제(實際) 저수지(貯水池) 축제재료(築提材料)로서 사용(使用)하고 있는 재료(材料)를 현장(現場)에서 채취(採取)하였다. 2. 본(本) 시험(試驗)은 농업진흥공사(農業振興公社) 농공시험소(農工試驗所)에서 실시(實施)하였다. 3. 본(本) 시험(試驗) 결과(結果)로서 다음과 같은 점(點)을 실제업무(實際業務)에 응용(應用)할 수 있다. 가. 현장함수비(現場含水比)를 알므로서 공사재료(工事材料)로서의 적부판단(適否判斷)을 내릴수 있다. 나. 함수비(含水比)가 변화시(變化時) 다짐율(率)과 투수계수(透水係數)를 알 수 있으므로 실제설계(實際設計) 및 시공관리(施工管理)에 적용(適用)할수 있다. 다. 시공(施工)된 구조물(構造物)의 다짐율(率)을 알므로서 이에 적합(適合)한 안정도검토(安定度檢討)를 할수 있다. 라. 도로(道路)와 같은 높은 지내력(支耐力)을 요(要)하는 구조물(構造物)을 위(爲)해서는 최적함수비(最適含水比) 내지 건조상태(乾燥狀態)가 좋고 저수지(貯水池)와 같은 지수(止水)를 요(要)하는 구조물(構造物)에서는 최적함수비(最適含水比) 내지 습윤상태(濕潤狀態)로 시공(施工)함이 좋다. 그러나 고소성(高塑性) 흙에서는 지내력(支耐力) 및 지수(止水)를 위해서 공(共)히 후자(後者)의 경우(境遇)가 좋다. 이상(以上)의 연구결과(硏究結果)가 완벽(完璧)하다고는 할수 없으나 본(本) 실험(實驗) 결과(結果)로서 함수비(含水比) 변화(變化)에 대(對)한 제반(諸般) 역학적(力學的) 성질(性質)의 변화상태(變化狀態)를 구(求)하기에 최선(最善)을 하였으므로 이 분야(分野)의 연구자(硏究者)나 설계자(設計者) 또는 시공자(施工者)와 같은 실무자(實務者)에게 다소(多少)의 도움이 된다면 큰영광(榮光)으로 생각 하겠다.

Compaction of soil is very important for construction of soil structures such as highway fills, embankment of reservoir and seadike. With increasing compaction effort, the strength of soil, interor friction and Cohesion increas greatly while the reduction of permerbilityis evident. Factors which may influence compaction effort are moisture content, grain size, grain distribution and other physical properties as well as the variable method of compaction. The moisture content among these parameter is the most important thing. For making the maximum density to a given soil, the comparable optimum water content is required. If there is a slight change in water content when compared with optimum water content, the compaction ratio will decrease and the corresponding mechanical properties will change evidently. The results in this study of soil compaction with different water content are summarized as follows. 1) The maximum dry density increased and corresponding optimum moisture content decreased with increasing of coarse grain size and the compaction curve is steeper than increasing of fine grain size. 2) The maximum dry density is decreased with increasing of the optimum water content and a relationship both parameter becomes rdam-max=2.232-0.02785 $W_0$ But this relstionship will be change to $r_d=ae^{-bw}$ when comparable water content changes. 3) In case of most soils, a dry condition is better than wet condition to give a compactive effort, but the latter condition is only preferable when the liquid limit of soil exceeds 50 percent. 4) The compaction ratio of cohesive soil is greeter than cohesionless soil even the amount of coarse grain sizes are same. 5) The relationship between the maximum dry density and porosity is as rdmax=2,186-0.872e, but it changes to $r_d=ae^{be}$ when water content vary from optimum water content. 6) The void ratio is increased with increasing of optimum water content as n=15.85+1.075 w, but therelation becames $n=ae^{bw}$ if there is a variation in water content. 7) The increament of permeabilty is high when the soil is a high plasticity or coarse. 8) The coefficient of permeability of soil compacted in wet condition is lower than the soil compacted in dry condition. 9) Cohesive soil has higher permeability than cohesionless soil even the amount of coarse particles are same. 10) In generall, the soil which has high optimum water content has lower coefficient of permeability than low optimum water content. 11) The coefficient of permeability has a certain relations with density, gradation and void ratio and it increase with increasing of saturation degree.