75. 예민점토(sensitive clay)

 예민점토는 점토의 예민비가 1 이상인 것을 말하며, 예민비가 8을 넘는점토는 초예민점토라 하는데 이것은 Terzaghi 가 제안한 것이다.

그 후 Rosenqvist 가 현저하게 예민비가 큰 노르웨이의 해성점토를 포함시켜 예민비의 크기에 따라서 표 75-1과 같이 8종으로 구분하였으며, 현재 이 분류가 널리 보급되어 이용되고 있다.

이 분류에 예민비가 8이상인 점토를 퀵클레이(quick clay), 64이상의 점토를 초퀵클레이(extraquick clay)라 분류하고 있다. 예민비를 결정하는 방법으로서 Terzaghi 는 불교란시료와 되이긴 시료로 재성형한 공시체의 일축압축강도의 비로 하고 있는데, 이 방법은 KSF 2314에 규정되어 있으며, 초예민 점토의 되이긴 시료는 우유형태로 액상화되어 공시체 제작이 불가능하므로 일면전단에 의한 강도의 비 또는 베인전단에 의한 강도비로 결정한다.

예민비가 높은 점토는 예민비가 낮은 점토 또는 비예민점토와 광물조상, 입도분포, 흙의 구조가 현저하게 다른 것은 아니며, 고예민점토는 입경이 적은 판상의 입자로 구성되어 있는 정도이다.

고로 특히 퀵클레이는 빙하퇴적물로서 점토광물은 일라이트, 녹니암, 석영 및 장석이 많다. 예민점토의 활성도는 일반적으로 0.5 이하로서 간극수의 조성, 전해질량 및 유기화합물이 예민비와 관계를 가지고 있다.

또한 같은 점토라도 인공적으로 소량의 표면활성제를 첨가하면 예민비가 높아진다. 노르웨이의 퀵클레이에 대한 연구에서 Bjerrum은 빙하토적 해성점토의 염분이 빗물로 용탈될 때 퀵클레이가 생성된다는 사실을 발견하였다.

이로부터 Rosenqvist 는 점토에 소금을 첨가하면 예민비가 저하된다고 하였다. 그러나 그 후 Penner 가 캐나다의 퀵클레이인 레다(Leda)점토의 전기 2중층의 전기역학적 전위의 크기정도, 즉 1가 양이온량의 증가에 따라 예민비가 높아진다는 사실을 발견하여 현재로서는 간극액 중에 다음 식으로 나타낸 양이온량의비가 높을 때 해성점토는 퀵클레이의 성질을 가지는 것으로 되어 있다.

고로 이 방법의 타당성은 Moum 등이 노르웨이의 빙하토적 해성점토층에 대하여 검증을 하였다. 해성점토 예민비의 원인으로서 Mitchell은 각종 연구결과를 종합하여 표75-2에 6종의 요인을 열거하고 각 요인에 대한 예민비의 한계 및 대표적인 흙의 종류를 나타내었다.

Bjerrum 에 의하면 정규압밀 해성점토가 맑은 물에 의하여 용탈작용을 받을 때 생기는 성질의 변화는 그림 75-1과 같으며, 퀵클레이의 특성으로서 액성한계는 40%이하, 자연함수비는 액성한계보다 많다.

또한 예민비의 대수치와 액성지수 (LI = (함수비 - 액성한계)/소성지수) 사이에 거의 직선관계가 있다. 레다 점토의 압밀곡선은 그림 75-2와 같으며, 불교란 시료의 e-log p 곡선은 현저하게 아래쪽으로 블로하고 되이긴 시료는 기울기가 완만한 직선형으로 되어 있다.

예민점토가 전단력을 받으면 편차응력의 1.5 ∼ 2.2배 크기의 높은 간극수압이 발생하여 간극수압계수(Af)가 크다. 또한 압밀에 의한 c/p 비(비배수강도와 압밀압력의 비)는 비예민점토가 0.5 정도이고 퀵클레이는 0.1보다 적다.

예민비는 설계시 전단강도의 안전율 결정에 이용되며, 퀵클레이에 대해서는 확립되어 있지 안핟.