Soil Mechanics: 흙의 기본적 성질 - 예제 1

문제

포화된 흙의 단위중량이 \(19.2kN/m^{3}\)이고 함수비가 \(32.5\%\)였다. 이 흙의 간극비와 비중을 결정하여라.

풀이

함수비, 포화도 및 간극비 사이의 관계식은 앞서 흙의 기본적 성질에서 다음과 같다고 했다.

\[G_{s}\omega = Se\]

문제에서 흙이 포화되었고\((S = 1)\), 함수비 \(\omega = 32.5\% = 0.325\)이므로 이를 위 함수비, 포화도 및 간극비 사이의 관계식에 대입하면,

\[0.325 \cdot G_{s} = e\]

이다.

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또한, 다음의 포화된 흙의 단위중량 식

\[\gamma_{sat} = \frac{G_{s}+e}{1+e}\gamma_{w}\]

에 문제에 주어진 포화된 흙의 단위중량 \(19.2kN/m^{3}\)과 섭씨 \(4^\circ{C}\)에서의 물의 단위중량 \(\gamma_{w} = 9.8kN/m^{3}\)을 대입하면 다음과 같은 관계식을 얻을 수 있고,

\[19.2 = \frac{G_{s}+e}{1+e}\cdot9.8\]

아래 두 식을 연립하면,

\[0.325 \cdot G_{s} = e\] \[19.2 = \frac{G_{s}+e}{1+e}\cdot9.8\]

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\[19.2 = \frac{1.325 \cdot G_{s}}{1+0.325 \cdot G_{s}} \cdot 9.8\]

이다.

그러므로 비중 \(G_{s} = 2.85\)이고, 이를 다시 \(0.325 \cdot G_{s} = e\)에 대입하면 간극비 \(e = 0.93\)이다.