흙의 종류 및 구성

흙의 종류

건축물을 지탱하는 흙은 각기 다른 성질과 강도를 가진 암반, 돌, 실트, 진흙, 롬 등으로 구성되어 있는데, 혼합하여 층을 이루어 지반을 형성하고 있다. 지반이 모래질이 많은가 또는 점토질이 많은가에 따라서 지반의 지지력, 토압 등이 달라진다.

흙의 구성

1. 자갈 : 입경이 2mm~75mm인 흙으로, 그 이상은 코블, 통칭 옥석이라고 한다.
2. 모래 : 지름이 0.074~2mm인 흙으로 천연 암석의 풍화작용 또는 침식작용에 의해 생긴 세립의 골재이다. 입경 0.42mm를 기준으로 가는 모래와 굵은 모래로 구분하기도 한다. 채취장소에 따라 강모래, 산모래, 바닷모래가 있다.
3. 실트 : 지름이 0.005~0.074mm인 미세분을 말한다. 주로 모래와 같은 광물로 조성되어 있지만 때로는 규산 알루미늄, 알카리성 흙, 산화철분을 다량으로 포함할 때가 있다.
4. 점토 : 지름이 0.005mm 이하의 흙으로 모래와 달리 점착력은 있으나 내부마찰각은 0에 가깝다. 장기하중에 의하여 압밀 현상을 일으킨다.
5. 롬 : 화산재·화산모래와 점토와의 혼합물로서 바람에 운반되어 퇴적된 무층리의 황갈색 또는 적갈색의 토양이다. 모래, 실트, 점성토가 거의 균등하게 들어있다.

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건축물의 측량 순서와 거리 측량 방법

통상 사질토라고 할 때는 모래를 주체로 하고, 자갈 또는 세립토를 포함한 흙을 말하며, 점성토는 실트 이하의 입경을 주체로 하고 조립토를 포함한 흙을 말한다. 조립토는 0.075mm체에 50% 이상 남는 흙으로 주로 자갈이나 모래로 구성된 흙을 말하며, 세립토는 0.075mm 체를 50% 이상 통과하는 흙으로 주로 실트나 점토로 구성된 흙이다. 모래나 자갈층은 투수성이 양호하며, 점토나 실트층은 투수성이 상대적으로 좋지 않다.

 

 

흙의 구성

흙은 흙 입자와 그 입자 사이의 물과 공기로 구성되어 있고, 구성요소의 체적과 중량에 따라 성질이 크게 달라진다. 흙의 구성요소 상호관계는 체적과 중량으로 나타내며, 체적관계는 간극비·간극률·포화도를 사용하며, 중량 관계는 함수비·함수율을 사용하여 표시한다.

 

흙의 전단강도

흙의 성질은 물리적 성질과 역학적 성질로 구별할 수 있으며 역학적 성질로는 전단 강도, 압밀, 투수성 등이 있다. 전단 강도는 흙의 가장 중요한 역학적 성질로서 기초의 하중이 그 흙의 전단 강도 이상이 되면 흙은 붕괴되고 기초는 침하·전도되므로 기초의 극한 지지력을 알 수 있다. 토질 구조물에 파괴가 생기는 것은 외력과 흙을 자중에 의해서 흙 내부의 각 점에 전단응력이 사면을 따라 생겨 활동을 일으키기 때문이다. 전단응력의 증가로 변형이 증가됨에 따라 생긴 활동에 저항하는 힘을 전단 저항이라고 한다. 전단저항에는 어떠한 한계가 있으며, 이러한 전단 저항의 한도를 전단 강도라고 한다.

 

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흙의 압밀

일반적으로 모든 흙은 압축성을 가지고 있으며 이러한 흙이 하중을 받게 되면 체적이 감소한다. 체적의 감소는 크게 두 가지 이유가 있는데, 첫 번째는 흙 입자 사이의 간극을 차지하고 있는 공기가 배출되어 체적이 감소하는 현장으로 압축이라 하고, 두 번째는 간극 속에서 물이 빠져나감으로 오랜 시간에 걸쳐 흙이 압축되어 체적이 감소하는 현상으로 압밀이라 한다.

점토질 지반은 함수비가 100% 이상 많게는 300% 이상도 되는 경우가 있으며, 장기간에 걸쳐 압밀된다.