본문으로 이동

토목기사 요약/토질 및 기초/사면의 안정

위키배움터

출제 기준

[편집]
  1. 사면의 파괴거동
  2. 사면의 안정해석
  3. 사면안정 대책 공법

사면의 종류

[편집]
  • 유한사면 : 활동을 일으키는 토층 깊이가 사면 높이에 비해 비교적 큰 경우
    • 단순사면 : 사면의 정부나 사면의 선단이 평형을 이루는 사면
    • 직립사면 : 연직으로 절취된 사면
  • 무한사면 : 활동하는 토층 깊이가 사면 높이에 비해 비교적 작은 경우

사면 파괴 형태

[편집]
  • 사면 내 파괴(slope failure) : 기초지반 두께가 작고 성토층이 여러 층인 경우 발생
  • 사면 선단 파괴(toe failure) : 균일 연약 점토 지반위에 놓인 비교적 연직 사면일 때 잘 발생.(97) 사면이 급하고 점착성이 작은 경우 발생.
  • 사면 저부 파괴(base failure) : 비교적 토질이 연약한 점착성의 흙이 완만한 사면 위에 놓인 경우 잘 발생. 저부 파괴(붕괴)의 경우 임계원 중심은 사면의 중심을 지나는 연직선 상에 있다.

무한사면의 안정

[편집]

♣♣♣ 99, 02, 07, 09, 14-1, 14-2, 14-3, 15-2, 16-4 / 실기 18-3

활동면은 지표면으로부터 연직으로 Z1+Z2 깊이의 면과 평행하다고 가정.

활동 파괴에 대한 안전율

위의 식에서 여러 가지 조건에 따라 적절히 값을 넣어주면 된다. 원리를 이해하면 됨. 사면 안정론#무한사면에서의 안전율 공식 참고

침투류가 지표면과 일치하는 경우. 비점성토(c = 0)

07




안정수에 의한 설계

[편집]

14-2, 16-4, 20-1+2

  • Ns : 안정수
  • cu : 비배수 점착력
  • Zc : 점착고
  • : 안정계수

β가 사면 경사일 때(00, 15-3 / 실기 19-1)

안전율

[편집]
  • 설계에 사용되는 안전율은 경험으로 얻어진 것(97, 01, 08)

  • 임계활동면 : 안전율 가장 작음(19-2)

유한사면 안정 해석법

[편집]

Φu = 0의 사면안정해석(질량법)

[편집]

09, 13, 18-2, 18-3, 19-3

Φu = 0인 균질 점토 사면에 적용 가능.

안전율

절편법(분할법)의 사면안정해석

[편집]
사면안정해석 절편법

안전율(문자의 의미 98)

  • Φ : 흙의 내부마찰각
  • N : 분할된 절편의 밑면에 수직한 분력
  • La : 임계원이 지나는 사면 상부와 하부를 연결하는 원에서 호의 길이.
  • α : 절편 하부와 수평면이 이루는 각 = 수직력 W와 임계원의 중심 O가 이루는 각

여러 절편법(99, 00, 08, 13-2)

  • 일반적인 절편법(general method of slices) : 요지, 흐름만 알아둘 것.
  • Fellenius method : 원형파괴단면, 모멘트 평형만 고려. 절편력 합력이 절편 바닥에 평행하게 작용한다고 가정(사실상 절편력 영향 고려하지 않는 것임). 쉽지만 오차가 커서 실무에 거의 쓰이지 않음.
  • Bishop의 간편법 : 원형파괴단면, 모멘트평형만 고려. 간편(그러나 Fellenius 법보다 계산이 훨씬 복잡.) 하면서도 정밀법과 가까운 안전율을 계산할 수 있어 실무에 많이 쓰임. 절편력 합력 방향은 수평이라 가정(절편에 작용하는 연직방향 힘의 합력이 0이라 봄.) 반복법으로 풀어야 함. 안전율 가정 후 안전율 계산해서 비교, 같아질 때까지 반복.
  • Janbu의 간편법 : 힘의 평형만 고려

99

  • 이질의 토층에 적용되는 절편법. 조합된 응력-변형률 곡선을 그림. 각 토층 변형에 따른 강도가 다르므로 각각의 첨두강도를 쓰지 않고 조합된 강도 씀.
  • 흙이 균질하지 않아도 절편법을 적용할 수 있으나, 간극수압이 있는 경우엔 적용 불가.(15-1)

사면의 위험

[편집]
  • 일반적으로 사면 안정 상 가장 위험한 경우는 사면 수위가 급격히 내려가는 경우이다.(02)
  • 사면파괴가 일어날 수 있는 원인(05)
    • 흙중 수분 증가
    • 굴착에 따른 구속력 감소
    • 과잉간극수압 상승
    • 지진에 의한 수평방향력 증가

흙댐의 안정 해석

[편집]

98

흙댐이 가장 위험한 경우

  • 상류측이 위험한 경우 : 시공 직후, 수위 급강하 시
  • 하류측이 위험한 경우 : 만수위 시, 제체 내의 정상 침투 시

  • 시공 기간 중에는 가상 활동면 상 전단응력이 증가(94)

기타

[편집]
  • 길이가 매우 긴 사면의 안정해석 시 : 평면 변형 시험(plane strain test) (92)
  • 심도계수 (95)