압밀 예제

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압밀에 대한 설명은 위키백과의 압밀 참고.

간극비-압력 곡선 예제1[편집]

흙시료 건조 중량 120gf, 시료 초기높이 2.50cm, Gs=2.75, 시료 단면적 30cm2일 때 e-log p 곡선을 그리시오.

압력 p (kgf/cm2) 압밀 완료 시료 최종 높이 H(cm)
0 2.500
0.05 2.488
0.1 2.465
0.2 2.431
0.4 2.389
0.8 2.324
1.6 2.225
3.2 2.115
풀이

1. 공극 제외 흙시료 높이 Hs 계산

2. 공극만의 초기높이 Hv 계산

계산해서 아래 표로 정리.
압력 p (kgf/cm2) 압밀 완료 시료 최종 높이 H(cm) Hs Hv
0 2.500 1.4545 1.04550
0.05 2.488 1.4545 1.03350
0.1 2.465 1.4545 1.01050
0.2 2.431 1.4545 0.97650
0.4 2.389 1.4545 0.93450
0.8 2.324 1.4545 0.86950
1.6 2.225 1.4545 0.77050
3.2 2.115 1.4545 0.66050

3. e 계산

압력 p (kgf/cm2) 압밀 완료 시료 최종 높이 H(cm) Hs Hv
0 2.500 1.4545 1.04550 0.71880
0.05 2.488 1.4545 1.03350 0.71055
0.1 2.465 1.4545 1.01050 0.69474
0.2 2.431 1.4545 0.97650 0.67136
0.4 2.389 1.4545 0.93450 0.64249
0.8 2.324 1.4545 0.86950 0.59780
1.6 2.225 1.4545 0.77050 0.52974
3.2 2.115 1.4545 0.66050 0.45411

가로축을 log 스케일로, 세로축을 e로 그래프를 그리면

압력 공극비 그래프.PNG

Matlab 또는 GNU Octave로 계산하는 것은 Matlab 그래프#semilogx를 참조.

1차 압밀침하 예제 1[편집]

Consolidazione differnza volume.svg

q=49kPa, e0=1.1, γsat=1.84t/m3, H0=10m인 포화점토층의 5m 깊이 1차압밀침하량 ΔH를 구하라. 단 P=9.2t/m2일 때 e=1.04이며, 지하수위는 지표면에 있고 점토층 하단은 암반으로 되어있다.

풀이

1차 압밀침하량은

다른 값들은 주어져 있고, e1만 구하면 된다.

압밀 이후 하중 일 때 e=1.04라고 했으므로 e1=1.04이다.

1차 압밀침하 예제 2[편집]

Terrenoeterog secco.png

오른쪽 그림에서 가장 아래 점토층의 1차 압밀침하량을 구하시오. 토층 상단에 작용하는 하중은 8.0t/m2이다.

토층 종류 두께(m) 비고
1 순수 모래 1.5
2 포화 모래 3.0 Gs=2.65
e=0.7
3 정규압밀 포화 점토 5.0
e0=0.9
wL=60%
풀이

정규압밀 점토에 대한 1차 압밀침하량은

액성한계 wL이 주어져있으므로 경험식을 통해 압축지수 Cc를 구할 수 있다. 불교란 시료에 대해

H=z3=5.0m

점토층 중간 지점()의 만 구하면 된다. 단위중량을 이용하면 되는데 주의할 점은 물이 받는 응력을 제외한 흙만이 받는 응력만을 계산에 포함시켜야 한다. 즉

최종적으로 침하량을 구하면

2차 압밀침하 예제 1[편집]

1차 압밀침하 예제 1의 그림에 대해, 4년 후에 1차 압밀이 완료되며, 4년부터 10년까지 2차 압밀이 일어난다고 하자. 10년 후 전체 압밀침하량은? 단, 2차 압축지수 Ca=0.020이라고 한다.

풀이

정규압밀점토에 대해 2차 압밀량을 구한다. 에서 ep를 구한다.

전체 압밀침하량은 1, 2차 압밀침하량을 더해서 구한다. 0.3656 + 0.022597 = 0.38820 m

참고 문헌[편집]

  • 장병욱; 전우정; 송창섭; 유찬; 임성훈; 김용성 (2010). 《토질역학》. 구미서관. ISBN 978-89-8225-697-4.
  • 이인모 (2013). 《토질역학의 원리》 2판. 씨아이알. 311-312, 317쪽. ISBN 9791156100096.