휴긍정의 사소한 만족

풍화토 응력경로 압축 전단 시험

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풍화토 : 국내에 널리 분포되어 있음.

양현종 화이팅



삼축압축 시험 : 변형률 – 양단의 bedding 오차, 단부 구속 등으로 인한 시료 변형의 불균일성을 제거하기 어렵다.
LVDT (Linear Variable Displacement Transducer) 미소 변형부터 대변형률 측정을 위해 사용. 변형률 센서를 일컬음.




Ko 압밀시험 : Ko 선을 따라 이동.
직접전단시험 : 전단응력이 수직응력을 따라가다가 파괴에 이름
삼축압축, 등방압축 : 일정기간 전단이 발생하지 않으므로 p=0 을 유지하고 q line 을 따라감.
응력경로 : 전단 시 응력상태의 변화를 응력평면상의 점의 궤적으로 표기.


(여기서는 n=a, m=alpha (파괴각)) n 이 있으면 과압밀.

하중이 증가되면,
1.     그만큼 간극수압이 등방으로 증가. 그에 따른 p-q. (p 증가, p’ 는 그대로) TSP, ESP 길을 달리함.
2.     압밀 완료. 간극수압=0, p=p’ 가 같아짐. 유효응력 증가, 전응력=유효응력



CD : 응력경로 – 전응력, 유효응력 경로 동일. (간극수압 산정 및 제외 가능)
CU : 응력경로 – 전응력 우상향, 유효응력 파괴선쪽으로. (구속압은 줄고, 하중은 증가) (간극수압만큼의 차이)

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유동 액상화 (Flow Liquefaction), 반복 유동 (Cyclic Mobility)

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비슷한 현상이기는 하나 메카니즘이 다름.



(1) Flow Liquefaction (흐름, 유동 액상화)
흐름이 존재하기 때문에 진동 후 액상화 발생 시 피해가 크다.
느슨한 경사에 위치한 건물 등
낮은 잔류강도를 갖는 (액상화 전단강도) 사질토에 일어남.
정적/동적 하중이 일어나는 경우 발생.
토석류와 같이 작은 붕괴가 큰 흐름으로 이어져 몰아침.
(크고 빠른 흐름으로 대처가 어려움)
실트질의 성토 등 성토지반에서 고려될 필요가 있음.



(2) Cyclic Mobility (반복유동)
조밀한 Sand 에서도 발생할 수 있음.
반복하중에 의해 발생할 수 있는. (액상화 평가기준을 넘지 않더라도)


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불포화토의 전단특성 함수특성곡선

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침투력 흡인력 참조 : https://huedor2.tistory.com/m/771

침투력 Seepage Force 흡입력, 흡인력 (Matric Suction), 모관상승고 입경

상향, 하향 수두차에 따라 침투력 발생 izrw : 면적당 침투력 irw : 체적당 침투력 icr = rsub/rw = Gs-1 / 1+e Matric Suction (흡인력) – 모관상승. - 정적다짐시험 - 압밀시험 - 불포화토의 응력특성. (전단..

huedor2.tistory.com


불포화토와 포화토의 차이
- 간극수의 영향을 고려하지 않으나 실제로 고려가 필요하고 모세관 현상 등의 작용으로 포화토와는 다른 거동특성
- 부분포화(Partially saturated), 불포화(unsaturated) 라고 부름.
- 모관흡수력의 존재 여부가 가장 큰 차이.

사면
- 하부 배수가 발생하는 경우 윗부분의 불포화 현상. 모관흡수력(흡인력 존재), 겉보기 마찰력

불포화토의 함수특성곡선
- 함수특성곡선 : w(%)-흡인력(kPa) 곡선


1) 포화함수비에서 흡인력이 증가해도 물이 간극에서 유출되지 않는다.
2) Air Entry Value (AEV, 공기함입치, 보통 20kPa?) 를 초과하면서 공기 유입에 따라 물이 유출되고 흡수력이 같이 증가하게 됨.
3) AEV, 잔류함수량을 구하는 것이 목적.
4) 잔류함수비는 열에 의해서만 제거 가능.

불포화토의 전단특성
식 하나로 설명이 가능하고,



모관흡수력 ua – uw 는 내부마찰각이 아닌 겉보기마찰각을 사용한다.
겉보기 마찰각은 함수비/잔류함수비의 관계에 따라 내부마찰각과의 관계를 가질 수 있으며,
내부마찰각의 tan 값의 반정도가 된다고 볼 수 있음.



불포화토의 전단강도는 실험을 통해 얻기가 어렵다. (시간/장비/불포화상태의 구현)

이를 통해 강우 전/후의 사면의 안정을 수치해석으로 계산할 수 있으며,
그에 따른 대책 및 피해 정도를 예측할 수 있다.


Bishop 응력
- 수직응력과 모관흡수력의 선형적 조합.
- Bishop 의 유효응력
p = (p-ua) + K (ua-uw)
변수K 를 포화도로 볼 수 있고, 1인 경우 일반 전단특성과 동일.
- 축차응력 q 와 Bishop 응력의 비례관계.

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연약지반 강도증가율 (LL, PI)

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연약지반에서 가장 많이 사용되는 개량 공법인
연직배수재+성토



압밀의 진행과정 (압밀도) 및 개량의 품질을 확인할 수 있는 전단강도의 증가를 확인하는 방법이 필요하다.

압밀을 위해 한계성토고까지 재하를 하고, 기간을 두어 전단강도의 증가를 확인한 후 추가 성토 여부를 설계/결정할 수 있다.

이때 사용하는 것이 강도증가율

PI 를 이용한 방법 (Skempton) 과 LL 을 이용한 방법 (Hansbo)

1. Skempton
Su/p = 0.11+0.0037 PI (Su : 비배수 전단강도, p : 유효상재압)
소성이 클수록 강도증가율이 커진다.
하지만 액성지수 LI 가 커지면 증가율이 작아진다.

2. Hansbo
Su/p = 0.45LL

0.2~0.3 을 보는 것이 Reasonable 하겠다.
전단강도가 과소/과대평가 될 수 있는 요소들을 고려하여 분석하는 것이 중요하다.



투수성이 크면 압밀정도가 커지고, 베인시험 (Vane Test) 시 간극수압 소산으로 값이 작게 나올 수 있다.
(비배수 전단강도의 저평가)


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