자연지반 모관현상

이미지에 제시된 내용은 토질역학에서 다루는 흙의 모관현상에 대한 내용입니다. 모관현상이란 흙 입자 사이의 간극에 물이 흡착되어 상승하는 현상을 말합니다. 이 현상은 흙 입자의 표면장력에 의해 발생합니다.

이미지에서 제시된 내용을 자세히 정리하면 다음과 같습니다.

* **자연 상태의 흙의 모관현상**

자연 상태의 흙은 유리관과 같은 규칙적인 구조를 가지고 있지 않습니다. 따라서 모관상승고는 유효지름의 1/5을 모관의 지름으로 가정하여 계산할 수 있지만, 실제 흙의 간극 크기는 상대밀도와 구조에 따라 크게 달라질 수 있으므로 정확한 계산이 어렵습니다. 또한, 표면장력에 의해 흡착된 물은 모관상고까지 연속적으로 연결되어 있지만, 흙의 간극을 모두 채우지는 못합니다.

* **모관포화대**

지하수위 위의 흙은 모관작용에 의해 포화되어 있는 구역을 모관포화대라고 합니다. 모관포화대의 두께는 흙의 종류, 간극 크기, 상대밀도 등에 따라 달라집니다.

* **표 6.4의 모관상승고 범위**

표 6.4는 몇 가지 대표적인 흙에 대한 개략적인 모관상승고의 범위를 나타낸 것입니다.

이러한 모관현상은 흙의 역학적 특성에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 모관상승에 의해 흙의 간극에 물이 존재하면 흙의 강도와 탄성이 감소할 수 있습니다. 또한, 모관포화대의 존재는 지하수위의 변화에 따른 흙의 변형을 일으킬 수 있습니다.

**자연 지반에서의 모관현상**

자연 상태에서 지하수위 위에 있는 흙은 그 아래에 있는 물을 모관현상 원리로 빨아들입니다. 그러나 자연 상태에 있는 흙은 간극으로 이루어진 관망을 가지고 있으므로, 유리관의 경우와는 많이 다릅니다. 즉 관의 모양이나 크기가 불규칙할 뿐만 아니라 관이 구불구불하고, 또 관경이 좁아졌다 넓어졌다 하기 때문에 지반 내에서의 모관현상은 대단히 복잡합니다.

**모관상승고**

흙의 간극으로의 모관상승은 유리관의 모관상승과 원리는 동일합니다. 따라서 흙에 있어서는 유효지름의 1/5을 모관의 지름으로 가정하여 개략적인 모관상승고를 구할 수 있습니다. 그러나 흙의 간극의 크기는 상대밀도와 구조에 크게 지배되므로, 동일한 유효지름에 대해서도 간극의 변화가 대단히 크다는 사실을 유의할 필요가 있습니다.

**포화도와 간극수압**

지하수위면 위의 포화도의 변화와 간극수압의 변화를 나타낸 그림 6.16을 보면, 수면 위 어느 높이까지는 지하수위 아래처럼 완전히 포화되지만 그 이상에서는 공기가 흡입되어 포화도가 떨어져서 불포화 상태가 됩니다. 여기서 모관작용에 의해 포화된 구역을 모관포화대라고 합니다.

**모관수입**

모관수입의 크기는 포화도에 관계 없이 둘의 단위중량에 관상승까지의 높이를 곱한 값입니다.

**결론**

자연 지반에서의 모관현상은 매우 복잡하지만, 유리관의 모관상승과 원리는 동일합니다. 모관상승고는 유효지름의 1/5을 모관의 지름으로 가정하여 개략적으로 구할 수 있으며, 포화도와 간극수압은 지하수위면 위에서 변화합니다. 모관수입의 크기는 포화도에 관계 없이 둘의 단위중량에 관상승까지의 높이를 곱한 값입니다.

**내용 요약**

이 이미지는 토질역학에서 다루는 흙의 모관현상을 설명하는 내용입니다.

**본문 내용**

* 자연 상태에서 지하수위 위에 있는 흙은 그 아래에 있는 물을 빨아들여 모관현상을 보입니다.
* 그러나 자연 상태의 흙은 유리관과는 달리 간극이 불규칙하고 구불구불하며, 관경이 좁아졌다 넓어졌다 합니다. 따라서 지반 내의 모관현상은 대단히 복잡합니다.
* 흙에 있어서는 유효지름의 1/5을 모관의 지름으로 가정하여 개략적인 모관상승고를 구할 수 있습니다.
* 그러나 흙의 간극 크기는 상대밀도와 구조에 크게 영향을 받기 때문에 동일한 유효지름에 대해서도 간극의 변화가 크다는 사실을 유의해야 합니다.
* 또한 표면장력에 의해 흡착된 물은 모관상고까지 연속적으로 연결되어 있으나 흙의 간극을 모두 채우지는 못합니다.

**그림 설명**

* 지하수위면 위의 포화도의 변화, 간극수압의 변화 등을 나타낸 것입니다.
* 수면 위 어느 높이까지는 지하수위 아래처럼 완전히 포화되지만 그 이상에서는 공기가 흡입되어 포화도가 떨어져서 불포화 상태가 됩니다.
* 여기서 모관작용에 의해 포화된 구역을 모관포화대라고 합니다.
* 모관포화대의 크기는 포화도에 관계 없이 둘의 단위중량에 관상승까지의 높이를 곱한 값입니다.

**표 6.4는 몇 가지 대표적인 흙에 대한 개략적인 모관상승고의 범위를 나타낸 것입니다.**

**결론**

흙의 모관현상은 지하수위면 위의 흙의 포화도, 간극수압, 모관포화대의 크기 등에 영향을 미칩니다. 따라서 토질공학에서 중요한 개념입니다.

**추가 설명**

* 모관현상은 흙의 투수성과도 관련이 있습니다. 투수성은 흙의 간극이 서로 연결되어 물이 흐를 수 있는 정도를 나타내는 것입니다. 모관현상으로 인해 흙의 간극이 물로 채워지면 투수성이 감소합니다.
* 모관현상은 자연재해와도 관련이 있습니다. 예를 들어, 홍수나 폭우로 인해 지하수위가 상승하면 모관현상에 의해 흙이 붕괴되는 경우가 있습니다.

이미지에 제시된 내용은 토질역학을 공부하는 데 있어 기본적인 내용입니다. 흙의 모관현상을 이해하면 흙의 역학적 특성을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.