통일분류법

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1. 개요
2. 분류 기준 및 기호
3. 이중 기호
4. 소성도표
5. 한국산업표준(KS F 2324)
6. 활용
참조

1. 개요

통일분류법은 흙의 입도 분포와 소성(塑性)을 기준으로 흙을 분류하는 방법이다. 흙은 200번 체 통과 입자 비율에 따라 조립토와 세립토로 나뉘며, 조립토는 자갈과 모래로, 세립토는 실트와 점토로 세분된다. 흙의 분류는 균등 계수, 곡률 계수, 액성 한계, 소성 지수, 소성도표 등을 활용하여 이루어진다. 대한민국에서는 통일분류법을 기반으로 한 한국산업표준(KS F 2324)을 사용한다.

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통일분류법
개요
이름	통일 분류법
영어 명칭	Unified Soil Classification System (USCS)
목적	공학적 목적을 위한 흙 분류
분류 기준
주요 분류	조립토 (Coarse-grained soils) 세립토 (Fine-grained soils)
조립토 세분류	자갈 (Gravels, G) 모래 (Sands, S)
세립토 세분류	실트 (Silts, M) 점토 (Clays, C)
추가 분류 기호	뚜렷한 유기물 함유 (O) 매우 유기질 흙 (Pt)
입도 분포	입도분포 양호 (W) 입도분포 불량 (P)
소성 지수	소성 지수 높음 (H) 소성 지수 낮음 (L)
분류 과정
1단계	흙 시료의 입도 분석 실시
2단계	흙 시료의 액성 한계 및 소성 한계 측정
3단계	입도 분석 결과와 액성/소성 한계 결과를 바탕으로 흙 분류
활용
활용 분야	토질공학 지반공학
활용 목적	지반의 공학적 특성 예측 및 설계

2. 분류 기준 및 기호

w_L

: 액성 한계,

I_P

: 소성 지수,

C_u

: 균등 계수,

C_g

: 곡률 계수라 하고, 200번 체의 크기를 0.075mm, 4번 체의 크기를 4.75mm라 하면

분류 기준				토군 기호	분류
조립토 200번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이하	자갈(Gravel; G) 조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이하	200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	$C_u \geq {\color{red} 4 }$ 이고	GW	입도 분포가 좋은 자갈(Well graded)
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	위의 기준을 만족하지 않음	GP	입도 분포가 나쁜 자갈(Poor graded)
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 아래 또는	GM	실트질이 섞인 자갈
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 위 또는	GC	점토질이 섞인 자갈
	모래(Sand; S) 조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이상	200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	$C_u$ $\geq {\color{red} 6 }$ 이고 $1 < C_g < 3$	SW	입도 분포가 좋은 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	위의 기준을 만족하지 않음	SP	입도 분포가 나쁜 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 아래 또는 $I_P < 4$	SM	실트질이 섞인 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 위 또는 $I_P > 7$	SC	점토질이 섞인 모래
세립토 200번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이상	실트(Silt; M) 또는 점토(Clay; C) $w_L<50\%$	소성도표의 A선 아래 또는 $I_P < 4$	색, 냄새에 의해 구분	ML	압축성이 낮은 실트, 무기질 실트
		소성도표의 A선 아래 또는 $I_P < 4$	색, 냄새에 의해 구분	OL	유기질 실트 또는 유기질 점토
		소성도표의 A선 위 또는 $I_P > 7$		CL	압축성 낮은 점토, 무기질 점토
	실트(Silt; M) 또는 점토(Clay; C) $w_L\geq50\%$	소성도표 A선 아래	색, 냄새에 의해 구분	MH	소성성이 큰 무기질 실트
		소성도표 A선 아래	색, 냄새에 의해 구분	OH	소성성이 큰 유기질 점토, 유기질 실트
		소성도표 A선 위		CH	소성성이 큰 무기질 점토
유기질 성분이 매우 많은 흙				Pt	이탄(Peat)

단, 조립토의 미세 입자(200번 체를 통과하는 입자) 비율이 5% 이상, 12 % 이하에 속하거나, 소성도표의 A선 위에 위치하며 $4 < I_p < 7$ 인 경우에는 분류 기호를 이중으로 표기하여 분류한다.

2. 1. 조립토

조립토는 200번 체(0.075mm)에 남는 입자의 비율이 50% 이상인 흙을 말한다. 조립토는 다시 4번 체(4.75mm)를 기준으로 자갈(G)과 모래(S)로 구분된다.

조립토는 200번 체를 통과하는 세립분의 함량과 입도 분포에 따라 다음과 같이 세분된다.

자갈(Gravel; G): 조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50% 이하인 흙
GW: 입도 분포가 좋은 자갈 (200번 체 통과 미세 입자 비율 5% 미만, 균등 계수 ${\color{red} 4}$ 이상, 곡률 계수 1~3)
GP: 입도 분포가 나쁜 자갈 (GW 기준 미달, 200번 체 통과 미세 입자 비율 5% 미만)
GM: 실트질이 섞인 자갈 (200번 체 통과 미세 입자 비율 12% 초과, 소성도표 A선 아래 또는 소성 지수 4 이하)
GC: 점토질이 섞인 자갈 (200번 체 통과 미세 입자 비율 12% 초과, 소성도표 A선 위 또는 소성 지수 7 초과)
모래(Sand; S): 조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50% 이상인 흙
SW: 입도 분포가 좋은 모래 (200번 체 통과 미세 입자 비율 5% 미만, 균등 계수 ${\color{red} 6}$ 이상, 곡률 계수 1~3)
SP: 입도 분포가 나쁜 모래 (SW 기준 미달, 200번 체 통과 미세 입자 비율 5% 미만)
SM: 실트질이 섞인 모래 (200번 체 통과 미세 입자 비율 12% 초과, 소성도표 A선 아래 또는 소성 지수 4 이하)
SC: 점토질이 섞인 모래 (200번 체 통과 미세 입자 비율 12% 초과, 소성도표 A선 위 또는 소성 지수 7 초과)

단, 조립토의 미세 입자(200번 체를 통과하는 입자) 비율이 5% 이상, 12% 이하이거나, 소성도표의 A선 위에 위치하며 소성 지수가 4와 7 사이인 경우에는 분류 기호를 이중으로 표기한다.

2. 2. 세립토

세립토는 200번 체를 통과하는 입자의 비율이 50% 이상인 흙을 말한다. 세립토는 액성 한계(LL) 값에 따라 50% 미만과 이상으로 나뉜다. 실트(M)와 점토(C)는 소성도표 상에서의 위치 및 소성 지수(PI)에 따라 구분된다.

액성 한계(

w_L

)가 50% 미만인 경우, 소성도표의 A선 아래 또는 소성 지수(

I_P

)가 4 미만이면 압축성이 낮은 실트(ML) 또는 유기질 실트나 유기질 점토(OL)로 분류된다. 색깔과 냄새를 통해 ML과 OL을 구별한다. 소성도표의 A선 위 또는 소성 지수가 7보다 크면 압축성 낮은 점토(CL)로 분류된다.

액성 한계가 50% 이상인 경우, 소성도표 A선 아래에 위치하면 소성성이 큰 무기질 실트(MH) 또는 소성성이 큰 유기질 점토나 유기질 실트(OH)로 분류된다. 소성도표 A선 위에 위치하면 소성성이 큰 무기질 점토(CH)가 된다.

2. 3. 기타

이탄(Pt)은 유기질 성분이 매우 많은 흙이다.

3. 이중 기호

조립토에서 200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5% 이상 12% 이하인 경우나, 소성도표의 A선 위에 위치하며 소성 지수가 4와 7 사이인 경우에는 두 가지 분류 기호를 함께 사용하여 분류한다. 예를 들어 GW-GM, SP-SC 등과 같이 표기한다.

4. 소성도표

소성도표는 흙의 액성 한계와 소성 지수를 기준으로 흙을 분류하는 데 사용되는 도표이다. 소성도표에서 A선은 흙의 소성성을 구분하는 기준선 역할을 한다.

5. 한국산업표준(KS F 2324)

대한민국에서는 통일분류법을 기반으로 한 한국산업표준(KS F 2324)을 사용하여 흙을 분류한다.^[2]^[3]

$w_L$ : 액성 한계, $I_P$ : 소성 지수, $C_u$ : 균등 계수, $C_g$ : 곡률 계수라 하고, 200번 체의 크기를 0.075mm, 4번 체의 크기를 4.75mm라 하면, 흙은 다음과 같이 분류된다.

분류 기준				토군 기호	분류
조립토 200번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이하	자갈(Gravel; G) 조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이하	200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	$C_u \geq {\color{red} 4 }$ 이고	GW	입도 분포가 좋은 자갈(Well graded)
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	위의 기준을 만족하지 않음	GP	입도 분포가 나쁜 자갈(Poor graded)
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 아래 또는	GM	실트질이 섞인 자갈
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 위 또는	GC	점토질이 섞인 자갈
	모래(Sand; S) 조립토 중에서 4번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이상	200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	$C_u$ $\geq {\color{red} 6 }$ 이고 $1 < C_g < 3$	SW	입도 분포가 좋은 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 5 % 미만	위의 기준을 만족하지 않음	SP	입도 분포가 나쁜 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 아래 또는 $I_P < 4$	SM	실트질이 섞인 모래
		200번 체를 통과하는 미세 입자의 비율이 12 % 초과	소성도표의 A선 위 또는 $I_P > 7$	SC	점토질이 섞인 모래
세립토 200번 체를 통과하는 입자의 비율이 50 % 이상	실트(Silt; M) 또는 점토(Clay; C) $w_L<50\%$	소성도표의 A선 아래 또는 $I_P < 4$	색, 냄새에 의해 구분	ML	압축성이 낮은 실트, 무기질 실트
		소성도표의 A선 아래 또는 $I_P < 4$	색, 냄새에 의해 구분	OL	유기질 실트 또는 유기질 점토
		소성도표의 A선 위 또는 $I_P > 7$		CL	압축성 낮은 점토, 무기질 점토
	실트(Silt; M) 또는 점토(Clay; C) $w_L\geq50\%$	소성도표 A선 아래	색, 냄새에 의해 구분	MH	소성성이 큰 무기질 실트
		소성도표 A선 아래	색, 냄새에 의해 구분	OH	소성성이 큰 유기질 점토, 유기질 실트
		소성도표 A선 위		CH	소성성이 큰 무기질 점토
유기질 성분이 매우 많은 흙				Pt	이탄(Peat)

조립토의 미세 입자(200번 체를 통과하는 입자) 비율이 5% 이상, 12 % 이하에 속하거나, 소성도표의 A선 위에 위치하며 $4 < I_p < 7$ 인 경우에는 분류 기호를 이중으로 표기하여 분류한다.

6. 활용

참조

_[1] 서적 Geotechnical engineer's portable handbook : with the 2012 international building code https://www.worldcat[...] McGraw-Hill 2013
_[2] 간행물 D 2487 – 06: Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System) https://lauwtjunnji.[...] ASTM International
_[3] 기타 Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System) www.astm.org ASTM International 2000
_[4] 서적 토목기사 과년도 - 토질 및 기초 성안당 2015

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