토질역학_흙의전단강도

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Chapter 12

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1. Mohr-Coulomb Failure Criterion v Mohr-Coulomb 파괴이론 § c¢ = 점착력(cohesion) § f¢ = 내부마찰각 § s¢ = 파괴면에서의 수직응력 § t_f = 전단강도 v A, B, C 위치에 따른 응력상태

(3)

1.1 Failure caused by Shear

v 전단파괴면의 경사

§ 최대주응력 = s₁¢ § 최소주응력 = s₃¢

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1.2 Direct Shear Test Equipment

(5)

1.3 Direct Shear Test

v 직접전단시험

§ 응력제어(stress-controlled) 시험 § 변형률제어(strain-controlled) 시험

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1.4 Direct Shear Test for Dry Sand

v 전단변위-전단응력:

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1.5 Shear Strength Parameter (dry sand)

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1.6 Direct Shear Test for Saturated Soil

v 배수 직접전단시험

§ 과압밀점토, 과잉간극수압 소산 § 시험시간 2-5일 소요

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1.7 전단강도 Example

v 어떤 흙에 대해서 직접 전단시험을 한 결과 수직응력이 10kg/cm2_일

때 전단저항이 5kg/cm2_{이었고, 또 수직응력이 20kg/cm}2 _{일 때에는}

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1.8 Interface of a foundation and soil

v 경계면 마찰각 결정

§ _ = 부착력(adhesion)

§ ′ = 흙과 기초재료 사이의 유효마찰각 _ = _ + ′ tan ′

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2. Triaxial Shear Test v 삼축압축시험 § 고무막(rubber membrane) § 유체압(confined pressure) § 축차응력(deviator stress) § 압밀배수시험(CD test) § 압밀비배수시험(CU test) § 비압밀비배수시험(UU test) § 응력제어방식 § 변형률제어방식

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2.1 Consolidated Drained Test v 압밀배수시험 (CD test) § 모래, 정규압밀점토 § 과잉간극수압 소산 § 전응력=유효응력 § (a) 구속압력 § (b) 축차응력   간극수압계수,  =  _  완전포화,  = 1 완전건조,  = 0

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2.2 Consolidated Drained Test

v 압밀배수시험 (CD test)

§ 과입밀점토 (_ = 점토의 초기구속압) § 정규압밀점토

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2.2 Example for Friction angle (CD test) v 압밀배수 삼축압축시험(CD test)이 정규압밀점토에 대해 실시되었다. 실험결과에서 내부마찰각(f¢ )을 구하여라. 그리고, 파괴면이 최대주응력면과 이루는 각(q)을 구하여라. • _ = 276  / • (∆_)_= 276  /

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2.3 Consolidated Undrained Test v 압밀비배수시험 (CU test) § 전응력 ¹ 유효응력 § 축차응력 = 간극수압 • Skempton 간극수압계수 ̅ = _ = ∆  ∆_{ } 정규압밀점토 : ̅ = 0.5~1 과압밀점토 : ̅ = −0.5~0

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2.4 Unconsolidated Undrained Test

v 비압밀비배수시험 (UU test)

§ 구속압력(s₃)을 가하는 동안 배수를 허용하지 않는다. § 축차응력(Ds_d)에 의해 전단파괴

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2.5 Example (CD test) v 정규압밀 점토를 대상으로 압밀배수시험을 실시하여 결과는 다음과 같다. § _ = 276 kN/m2 § Δ_{ } = 276 kN/m2 1. 내부마찰각(′)과 파괴면이 최대주응력면과 이루는 각()을 결정하라. 2. 파괴면의 수직응력(′)과 전단응력(_)을 구하라.

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2.5 Example (CD test) Solution • _ = tan ′ ( = 0 이므로) • sin ′ =  __ =  . .  . . = 0.438 •  = 45 +   = 45 ° ₊ °  = 58°

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3. Unconfined compression Test

v 일축압축시험

§ 구속압력(s₃)은 “0”

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4. Sensitivity and Thixotropy of Clay

v 점토의 예민비 (1~8)

§ 불교란(undisturbed)상태 § 교란(remolded)상태

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4.1 Sensitivity and Thixotropy of Clay v 점토의 틱소트로피 § 흙의 교란된 후, § 함수비 변화 없음 § 강도를 회복 § 틱소트로피 강도 비

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4.2 베인전단시험 (vane shear test) v 점성토의 강도를 측정하는 현장 시험 § 매우 연약하거나 중간정도의 점성토 비배수 전단강도( _,  = 0 ) § 베인(vane)은 보통 4개의 날개로 구성 § T: 회전저항력모멘트(kgㆍcm) _( / ) =   ℎ 2 +  6

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4.3 지중에서 점토(정규압밀)의 일축압축강도

v 소성지수를 활용한 점성토의 강도측정

§ PI: 소성지수 (LL-PL) 여기에서, LL=60%, PL=25%

_

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5. 응력 경로 (Stress path)

v 삼축압축시험의 결과로 여러 점을 연결

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5. 응력 경로 (Stress path)

v Mohr 원의 정점을 잇는 선(점 D)

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1. 수평토압: 정지토압, 주동토압

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2. 수평토압: 수동토압

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5. Example (lateral earth pressure) v 다음 옹벽에 대해 Rankine의 주동상태에서 벽체의 단위폭당 작용하는 토압과 그 작용점의 위치를 결정하라. § _ =    § _ =    

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