🧱 KS F 2302 — 입도분석시험 (Grain Size Analysis)

1️⃣ 시험 목적

입도분석시험은 흙을 구성하는 입자의 크기 분포(입도)를 파악하기 위한 시험입니다.
입도 분포를 알면 흙의 투수성, 다짐성, 안정성 등을 예측할 수 있으며,
필터재, 성토재, 배수재 등 재료 적합성 판단 기준으로 활용됩니다.

2️⃣ 시험 구분

구분	구간	시험 방법	주요 적용
체가름시험	2mm 이상	표준체를 이용해 입자 크기별 분리	조립토(모래, 자갈)
침강분석시험 (비중계법)	2mm 통과분	비중계를 이용한 침강속도 측정	세립토(실트, 점토)

3️⃣ 시험 장비

• 표준체 세트 (75mm ~ 0.075mm)
• 체진동기 (자동 또는 수동)
• 전자저울 (0.01g 이상 감도)
• 비중계(Hydrometer) 및 1000ml 원통 실린더
• 분산제 (Na-hexametaphosphate)
• 온도계, 교반기, 건조기, 수분함

4️⃣ 시험 절차

(1) 시료 전처리

• 현장에서 채취한 시료를 105~110℃에서 24시간 건조
• 덩어리 진 시료는 부드럽게 분해
• 2mm 체 통과 시료를 침강분석용으로 따로 분리
• 나머지는 체가름용으로 사용

(2) 체가름시험 절차 (조립토)

1. 체 순서를 굵은 체 → 가는 체 순으로 배열
2. 각 체의 무게를 미리 측정 (공체무게)
3. 시료를 체에 넣고 진동기에서 약 10~15분간 체가름
4. 체 위 남은 흙 무게를 모두 측정
5. 각 체의 잔류율·통과율(%) 계산
6. 0.075mm 이하 시료는 침강분석으로 대체

(3) 침강분석시험 절차 (세립토)

1. 2mm 통과분 약 50g 채취
2. 분산제(Na-hexametaphosphate 5g + 증류수 1000ml) 혼합
3. 교반봉으로 충분히 교반 (점토질일 경우 핫플레이트 약가열 가능)
4. 원통 실린더(1000ml)에 넣고 물로 정확히 1000ml 맞춤
5. 실린더 입구 밀봉 후 상하 반전 30회 이상 혼합
6. 0초 시점부터 침강 시작
7. 비중계로 시간대별 측정 (0.5분~24시간)
8. 온도 측정 및 보정
9. 비중값 → 입경(D) 계산 → 침강곡선 작성

(4) 입도곡선 작성 (통합)

체가름 결과와 침강분석 결과를 하나의 그래프로 결합합니다.
가로축: 입경(mm, 로그 스케일)
세로축: 누적 통과율(%)
조립토 구간과 세립토 구간이 자연스럽게 연결되면 정상입니다.

5️⃣ 주요 계산식

항목	식	의미
균등계수 (Cu)	Cu = D60 / D10	입도 분포의 균일성
곡률계수 (Cc)	Cc = (D30²) / (D10×D60)	입도 곡선의 완만도
침강입경 (D)	D = √(18η / ((ρs-ρw)) × (h/t))	침강속도 기반 입경 산출

6️⃣ 유의사항

• 2mm 체 통과분은 반드시 침강분석용으로 보관
• 체 진동 시간 10~15분 이상, 과도한 진동은 금지
• 침강 중 실린더 이동 금지 (흔들리면 측정 무효)
• 체 위 잔류율 합계 ±1% 이내 확인
• 온도 보정표 반드시 적용 (KS 부속 표 참조)
• 침강 시험 시 빛 투과 방지를 위해 불투명 케이스 사용 권장

7️⃣ 결과 해석 및 보고

결과는 입도분포표 + 입도곡선 형태로 작성합니다.
Cu, Cc 값을 이용해 흙의 균등·불균등 판정이 가능하며,
체가름과 침강 결과를 종합하여 USCS 또는 KS 기준에 따라 토질 분류를 수행합니다.

8️⃣ FAQ

Q1. 체가름 후 남은 미세토를 버렸는데 괜찮을까요?
→ 안 됩니다. 2mm 통과분은 반드시 침강분석에 사용해야 합니다.

Q2. 침강 시간이 길수록 값이 안정되는 이유는?
→ 입자가 충분히 분리되어, 입경별 침강속도가 명확히 구분되기 때문입니다.

Q3. 비중계 눈금이 들쭉날쭉합니다.
→ 교반이 불균일했거나 공기 방울이 남아 있는 경우입니다. 재교반 후 재시험 필요.

9️⃣ 마무리

입도분석시험은 흙의 전체 입도 구조를 시각화하는 핵심 시험입니다.
체가름과 침강 두 과정이 모두 정확해야 신뢰도 높은 결과를 얻을 수 있습니다.
특히 세립토의 침강 분석은 숙련도 차이가 크며,
시료 분산·교반·온도관리 등 작은 부분이 전체 결과를 바꾼다는 점을 꼭 기억해야 합니다.