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[공학] 입도분석시험 - 비중계 시험

등록일 : 2013-12-31
갱신일 : 2013-12-31


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[공학] 입도분석시험 - 비중계 시험
입도분석시험(비중계시험)

1.서론
1.1 실험 목적
입자가 굵은 흙은 체분석으로 입도분포를 결정할 수 있지만 No.200체를 통과한 가는 입자는 이것으로 입자의 크기를 판별하는 것은 불가능하다.
이러한 경우에는 Stokes의 법칙을 이용하면 흙의 입도분포를 알 수 있다. 즉 이것은 대소입자들이 물속으로 낙하하면 입경의 치수에 따라 낙하하는 속도가 달라지는 원리를 이용한 것이다. 흙입자가 섞인 물(현탁액)은 시간의 경과에 따라 농도가 변하므로, 이의 비중을 측정함으로써 흙의 입경과 그 분포를 알 수 있기 때문에 이것을 비중계분석이라고 한다.

2 실험에 관련된 공식
2.1 Stokes의 법칙
입자의 침강속도는 그 입자의 직경의 제곱에 비례한다.
여기서, : 구의 낙하속도, cm/sec
: 구의 단위중량, g/cm
: 물의 단위중량, g/cm
: 액체의 점성계수, dyne-sec/cm2
: 구의 직경, cm



여기서, : 구의 낙하거리, cm
: 시간, min

입자가 너무 크면 물이 지나치게 교란되고, 또 너무 작으면 브라운운동이 생기기 때문에 윗식의 적용범위는 0.0002 mm ≤ ≤ 0.2 mm 라야 한다.
위식에서 은 cm로, 는 분으로, 또 는 mm로, 실용상 편리한 단위로 고치면 이식은 다음과 같다
.
여기서, 의 값은 흙의 비중, 물의 비중 및 점성계수의 함수이다.
2.2 비중계의 유효깊이

여기서, : 비중계를 읽는 값의 현탁액의 깊이
: 비중계 구부의 상단부터 축상에서 읽어낸 점까지의 거리
: 비중계 구부의 길이
: 비중계 구부의 체적
: 메스실린더의 단면적

2.3 입경 보다 가는 입자의 분포비중을 결정하는 방법
만일 체적이 인 용기에 마른 흙 를 넣고 흔들어 잘 섞었다고 하면, 물과 흙의 현탁액이 최초단위중량는 다음식과…(생략)
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