입도분포 곡선(grain-size distribution curve)은 토질역학에서 흙 시료를 채취했을 때 입자의 크기에 따라 어떤 비율로 분포하는지를 나타내는 곡선이다. 체 분석(sieve analysis) 또는 비중계 분석(hydrometer analysis) 결과를 정리하는 데 사용된다. 입자의 크기가 0.075mm 이상인 경우 체 분석을, 이하인 경우 비중병 실험을 수행한다.
곡선의 가로축은 흙 입자의 입경(입자 지름)이고, 세로축은 통과중량백분율 또는 잔류중량백분율이다. 일반적으로 반대수 방안지(semi-log paper)에 가로축은 로그 스케일(log d, d는 입경, mm)로, 세로축은 통과율(%)로 설정하여 작성한다.
곡선이 완만하게 누워 있을수록 여러 입경의 흙 입자가 골고루 분포해 있음을 의미하며, 이를 양입도(well-graded) 또는 입도분포 양호라고 한다. 반대로 곡선이 급경사로 서 있을수록 비슷한 입경의 흙 입자만 주로 존재함을 의미하며, 이를 빈입도(poorly graded) 또는 입도분포 불량이라고 한다. 특정 입경 구간의 입자가 결손된 경우 계단식 형태의 곡선이 나타나며, 이를 결손입도(gap graded)라고 한다.
이 곡선으로부터 다음과 같은 주요 지표를 산출할 수 있다.
- 유효입경(effective size, D₁₀): 통과중량백분율 10%에 해당하는 흙 입자의 입경이다.
- 균등계수(coefficient of uniformity, Cᵤ): D₆₀(통과중량백분율 60%에 해당하는 입경)을 D₁₀으로 나눈 값(Cᵤ = D₆₀ / D₁₀)이다. 이 값이 클수록 입도 분포 범위가 넓음을 의미한다.
- 곡률계수(coefficient of curvature, Cg): D₃₀² / (D₁₀ × D₆₀)으로 계산된다. 입도분포 곡선의 전체적인 형태를 평가하는 지표이다.
이러한 지표들은 흙의 공학적 분류(통일분류법)와 토질 특성 평가에 활용된다. 입도분포 곡선의 개념은 미국의 토목기사이자 수처리·지반공학의 선구자인 앨런 헤이즌(Allen Hazen, 1869~1930)이 유효입경 개념을 도입하면서 정립되었다.
