자연 과학 Natural Science/지구 Earth sciences

암석의 물성, 표면적(surface area), 아르키메데스의 원리, 공기 비교 피크노미터(air comparison pycnometer), 구형도(구형률, sphericity), 원마도(원형률, roundness), 분급도(classification), 공극률(porosity)

Jobs9 2024. 5. 4. 10:40
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암석의 물성

 

⑴ 표면적(surface area)

① 방법 1. 여러 개의 부분으로 나눈 뒤 각각을 구, 원뿔, 원뿔대로 가정하고 계산

② 방법 2. 껍질이 있는 구조라면 껍질을 분리한 뒤 이들을 평면에 펼쳐서 그 면적을 측정

③ 방법 3. 표면에 금속분말을 입힌 뒤 그 중량변화로 표면적을 측정

④ 방법 4. 영상처리 시스템

 

⑵ 체적(volume) 

① 방법 1. 물 치환법 : 아르키메데스의 원리

 

 

○ V : 물체의 체적 (㎥)

○ Wa : 공기 중에서 물체의 무게 (N)

○ Ww : 물 속에서 물체의 무게 (N)

○ γw : 물의 비중량 (9810 N/㎥) 

② 방법 2. 공기 비교 피크노미터(air comparison pycnometer) : 보일의 법칙을 이용함

 

constant volume gas pycnometer의 구조

 

 

 

⑶ 원마도(원형률, roundness) : 암석이 얼마나 마모됐는지에 대한 척도 

① 정의 1. 투영면적이 얼마나 원형에 가까운가를 나타내는 척도

 

○ R : 원형률

○ Ap : 평면에 자연스럽게 놓았을 때의 투영면적 (㎡)

○ Ac : 최소로 외접하는 원의 면적 (㎡)

○ L : 물체의 최대 길이 (m) 

② 정의 2. 입자 모서리의 곡률 반경의 평균 ÷ 입자에 내접하는 최대 구의 반경

③ 화산각력암과 역암은 크기가 비슷하나 원마도 측면에서 역암이 우수

 

⑷ 구형도(구형률, sphericity) : 암석이 얼마나 둥근지에 대한 척도 

① 정의 1. 물체의 체적과 같은 구의 직경 de를 물체에 외접하는 최소 외접구의 직경 dc로 나눈 것

 

 

○ S : 구형률

○ L : 물체의 길이 (m). 즉, 장방향의 길이

○ W : 폭 (m). 즉, 장방향과 직각 방향의 길이

○ T : 두께 (m). 즉, 길이와 폭이 이루는 평면에 수직한 방향으로의 높이

② 정의 2. 물체에 외접하는 구의 체적 대신 (1/6) Dp Sp를 대표값으로 설정

 

 

③ 정의 3. Wadell의 정의 : 암석과 동일 부피의 구의 표면적을 암석의 표면적으로 나눈 값

 

⑸ 분급도(classification)

① 정의 : 입자 크기가 균질한 정도

② 예 : 퇴적물의 입도분포 

 

퇴적물의 입도분포

 

○ 해변자갈 : 분급도 가장 양호. 자갈로만 구성

○ 홍수자갈 : 분급도 불량. 자갈, 모래로 구성

○ 표석점토 : 분급도 불량. 자갈, 모래, 실트, 점토로 구성

○ 사구 모래 : 바람에 의해 퇴적물이 운반시 분급도 양호. 모래, 실트로 구성

○ 황토 : 분급도 중간. 모래, 실트, 점토로 구성

○ 빙퇴석 : 분급도 불량

○ 화산쇄설물 : 분급도가 국부적으로 불량

○ 강의 운반 거리가 길어질수록 입자의 크기 감소, 분급도 증가, 풍화저항성 증가

 

⑹ 공극률(porosity) 

① 정의

 

○ P : 공극율

○ DB : 벌크 밀도 또는 산물 밀도 (kg / ㎥)

○ DT : 진 밀도 또는 입자 밀도 (kg / ㎥)

② (구별개념) 개공률 : 전체 면적에 대한 구멍의 면적 비

 

 

 

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