토목기사 요약/토질 및 기초/압밀

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테르자기 압밀 이론 가정[편집]

98, 99, 03, 06, 10, 19-3

  • 흙은 균질
  • 흙 입자, 물의 압축성 무시
  • 흙속의 물 이동은 Darcy 법칙 따름
  • 압축, 흐름은 1차원적
  • 흙은 완전 포화.

압밀의 단계[편집]

시간에 따른 전응력 σ, 유효응력 σ', 공극수압 u의 변화. 압밀이 진행될수록 공극수압 u는 감소하고 그에따라 유효응력은 σ'은 증가하며, 전응력 σ는 일정(92, 95, 02)

테르자기의 1차 압밀도[편집]

94, 00

  • 적용되는 경우: 점토층 두께에 비해 재하 면적이 매우 넓은 경우.

94, 98, 14-2, 15-1, 16-4

 : 초기의 공극 수압
 : 임의의 경과 시간 t에 있어서의 공극 수압

91, 96

  • 압밀도는 배수층에 가까울수록 큼

평균 압밀도[편집]

02

압밀 침하량을 이용해 평균 압밀도를 나타내면 다음과 같다.

 : t 시간 후의 압밀 침하량
 : 1차 압밀에 의한 최종 침하량

18-3, 19-3 / 실기 12-1, 12-2

  • Uv : 연직방향 평균압밀도
  • Uh : 수평방향 평균압밀도

2차 압밀[편집]

92

  • 2차 압밀: 일정한 압밀 압력 하의 점토 크리프적 변형. 점토층 두께, 공시체 두께가 클수록 커짐
  • 통상의 표준 압밀 시험에서는 대략 1시간 이내에 1차 압밀이 끝남. 1차 후에는 2차 압밀이 진행.

압밀 시험 결과[편집]

시간-침하 곡선[편집]

94, 13-1, 20-1+2

  1. 압밀계수 Cv
  2. 투수계수 k
  3. 초기 침하비
  4. 1차 압밀비 γ

압밀계수[편집]

98, 14-2, 15-2, 16-4, 18-1

  • k : 투수 계수, : 시간 계수,  : 압축 계수, t : 압밀 시간,  : 체적 변화 계수, e0 : 초기 공극비

시간계수[편집]

♣♣♣01, 02, 06, 14-3

  • 압밀도 50%에 대한 시간계수 0.196
  • 압밀도 90%에 대한 시간계수 0.848

e-log σ 곡선[편집]

94, 99, 03, 13-1

  1. 압축계수 av
  2. 체적변화계수 mv
  3. 압축지수 Cc
  4. 선행 압밀하중

압축 계수[편집]

압축계수(coefficient of compressibility)

93, 02, 18-1

체적 변화 계수[편집]

체적 변화 계수 설명.png

체적 변화 계수(coefficient of volume compressibility; )는 압력의 증가에 대한 시료 체적의 감소 비율로 시료의 높이 변화로 표시한다. 체적압축계수(coefficient of volume change), 체적 변화율이라고도 한다.

98

  •  : 압축 계수, : 초기 간극비, : 에서 간극비, e2: 에서 간극비

압축지수[편집]

경험식 04, 07 / 실기 17-2, 18-1

(교란 점토 시료)

(불교란 점토 시료)

과압밀비[편집]

실기 설명하는 문제 07-3, 12-1

OCR(Over Consolidation Ratio)

흙이 과거에 받았던 최대의 하중(선행압밀하중 ())과 현재 받고 있는 하중()의 비를 과압밀비로 정의한다.

93, 00

정규압밀(NC ; Normal Consolidation)[편집]

추가 유효 하중이 선행압밀하중과 같은 크기일 경우의 압밀을 정규 압밀이라 하고, 해당하는 흙을 정규 압밀 점토(normally consolidated clay)라 한다.

정규 압밀 점토는 현재의 유효 하중보다 큰 크기의 하중을 경험한 적이 없다.

과압밀(OC ; overconsolidation)[편집]

추가 유효 하중보다 선행압밀하중이 큰 경우의 압밀을 과압밀이라고 하며, 그 흙을 과압밀 점토(overconsolidated clay)라 한다.

현재 하중과 추가된 하중의 합이 선행압밀하중보다 작은 경우에 압밀침하가 거의 일어나지 않는다.

97

  • 포화 점토지반이 과거에 건조된 적 있는 경우, 과거 지하수면이 일시적으로 내려간 일이 있는 경우.
  • 과거 침식을 받은 적이 있는 경우
과소압밀[편집]

추가 유효 하중보다 선행압밀하중이 작은 경우의 압밀을 과소압밀이라고 하며, 그 흙을 과소압밀 점토라 한다.

준설토매립지 또는 강 하구와 같이 느슨하게 퇴적된 점토층의 경우가 과소압밀로 구분할 수 있으며, 이와같은 지반에서는 추가하중 없이도 압밀이 발생할 수 있다.

압밀 침하량[편집]

♣♣♣96, 99, 00, 02, 09, 12-3, 19-2 / 실기 17-1, 17-2, 18-3

초기 간극비(), 압밀층의 두께(H), 압축지수(), 재압축지수(, 또는 팽창지수 )가 주어졌다면, (1차원) 1차 압밀 침하량은 다음과 같이 계산된다.

압밀침하량.jpg


위 식은 꼭 압밀이 아니어도 다진 뒤 공극비 차이를 이용해 두께 감소량 계산 시에도 활용 가능.

(과압밀, )

참고 자료[편집]

  • 임진근 외 (2015). 《토목기사 과년도 시리즈 토질 및 기초》. 성안당. 
  • 이인모. 《토질역학의 원리》 2판. 씨아이알.