67. 압축지수(compression index)

   가. 정의

 정규압밀점토의 간극비 e와 유효응력의 대수 log p 사이에는 그림 67-1과 같은 직선관계가 있는 것은 경험적으로 알려져 있다.

이 e-logp 관계에서 직선부의 기울기를 나타내는 지수가 압축지수 Cc 이다.

   나. 흙의 물리적 성질과의 관계

 압축지수는 압밀시험으로 구해지는 값으로서 흙의 간단한 물리적 성질에 관한 시험결과를 이용하여 점토지반상 구조물의 침하량을 개략적으로 추정할 수 있다. 이같은 생각에서 압축지수와 흙의 물리적 성질에 대한 많은 상관관계가 제안되어 Skempton은 흐트러진 점토의 압축지수 C'c와 액성한계 LL의 관계식은 다음과 같이 제안했다.

C'c = 0.007(LL-10)

그 후 이 식은 Peck 에 의해 불교란 정규압밀점토의 압축지수 Cc와의 관계식으로 확장되었다.

Cc = 1.3 C'c = 0.009(LL-10)

일본의 점토에서는 Cc와 LL의 관계에서 계수가 0.009 보다 큰 0.014 전후로 보고되고 있으며, 西田은 흙의 압축지수와 간극비의 1차식으로 하여 나타내는 이론식을 유도 했는데 이들 흙의 물리적 성질과 압축지수를 요약하면 표 67-1과 같다.

표 67-1 압축지수와 흙의 물리적 성질의 상관관계

   다. 실례

 유효응력 Po에서 Ko 압밀된 원위치 간극비 eo 의 흙시료는 그림 67-2(a)의 A점으로 나타내진다. 시료채취에 따른 비배수 조건하에서 이 Po을 해방할 경우 간극수압 Δu_u 가 시료 내에 발생한다.

실내압밀시험에서 Po를 재재하한 경우 시료 내 간극수압 Δu는 다음식과 같다.

이 간극수압 Δu 가 압밀에 의해 소실되면 간극비의 변화 Δeo 가 발생한다.

대부분 점토가 Ar > Au 이기 때문에 그림 67-2(a) 의 B점은 A점 보다 또한 실내압밀시험의 e-logp 곡선은 현장의 그것보다 각각 아래에 위치한다. Schmertman 에 의하면 양 e-logp 곡선은 간극비가 0.42 eo 인 C 점에서 만난다. 따라서 실내압밀시험에서는 실제보다 작은 압축지수가 얻어져 과소한 침하량을 예측하게 된다.

그림 67-3은 Leonard의 실험결과로서 하중증가율 Δp/p의 증가에 따라 압축지수는 다소 감소하고 있다.

그림 67-4와 같이 Crawford 의 실험에서는 재하 시간간격에 관계 없이 압축지수는 거의 같은 값이 되며, 또한 이것은 Bjerrum 의 지연압축 개념도와도 대응하는 실험결과로 생각된다.

이는 2차 압밀이 시간의 대수에 비례하여 발생하고 그 크기가 압밀압력에 의존하지 않으면 압밀시간이 다른 e-logp 곡선은 서로 평행하게 되기 때문이다. 점토입자 골격의 시간적 지체, 결합 및 교란 등의 영향에 의해 유효응력이 일정하여도 간극비는 일정하게 되지 않는다. 시험조건에 따라서 e-logp 곡선은 복잡하게 변하며, 그에 따른 압축지수가 변한다는 그림 67-2, 3의 보고와 그림 67-4와 같이 그와 반대의 결과를 나타내는 연구가 있는 현재로는 의견이 일치되지 않는다.