토질역학II (흙의 전단강도_2018)

Chapter 12

1. Mohr-Coulomb Failure Criterion  Mohr-Coulomb 파괴이론  c = 점착력(cohesion)   = 내부마찰각   = 파괴면에서의 수직응력  _f = 전단강도  A, B, C 위치에 따른 응력상태

1.1 Failure caused by Shear

 전단파괴면의 경사

 최대주응력 = ₁

 최소주응력 = ₃

1.1 Example for Friction angle

 압밀배수 삼축압축시험(CD test)이 정규압밀점토에 대해

실시되었다. 실험결과에서 내부마찰각( )을 구하여라.

1.2 Direct Shear Test Equipment

1.3 Direct Shear Test

 직접전단시험

 응력제어(stress-controlled) 시험

1.4 Direct Shear Test for Dry Sand

 전단변위-전단응력:

1.5 Shear Strength Parameter (dry sand)

1.6 Direct Shear Test for Saturated Soil

 배수 직접전단시험

 과압밀점토, 과잉간극수압 소산

1.7 전단강도 Example

 어떤 흙에 대해서 직접 전단시험을 한 결과 수직응력이 10kg/cm2일

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

1.8 Interface of a foundation and soil

 경계면 마찰각 결정

 𝑐_𝑎′ = 부착력(adhesion)

 𝛿′ = 흙과 기초재료 사이의 유효마찰각 𝜏_𝑓 = 𝑐_𝑎′ + 𝜎′ tan 𝛿′

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

2.1 Consolidated Drained Test

 압밀배수시험 (CD test)

 과잉간극수압 소산

 압밀되는 시간소요

2.2 Consolidated Drained Test

 압밀배수시험 (CD test)

 과입밀점토

2.3 Consolidated Undrained Test  압밀비배수시험 (CU test)  전응력  유효응력  축차응력 = 간극수압 • Skempton 간극수압계수 𝐴 = 𝐴_𝑓 = ∆𝑢𝑑 𝑓 ∆𝜎_{𝑑 𝑓}

2.4 Unconsolidated Undrained Test

 비압밀비배수시험 (UU test)

 구속압력(₃)을 가하는 동안 배수를 허용하지 않는다.

2.5 Example (CD test)  정규압밀 점토를 대상으로 압밀배수시험을 실시하여 결과는 다음과 같다.  𝜎₃ = 276 kN/m2  Δ𝜎_{𝑑 𝑓} = 276 kN/m2 1. 내부마찰각(𝝓′)과 파괴면이 최대주응력면과 이루는 각(𝜽)을 결정하라. 2. 파괴면의 수직응력(𝝈′)과 전단응력(𝝉_𝒇)을 구하라.

2.5 Example (CD test) Solution • 𝜏_𝑓 = 𝜎′tan 𝜙′ (𝑐′ = 0 이므로) • sin 𝜙′ = 𝜎1′−𝜎3′ 𝜎₁′+𝜎₃′ = 282.9−110.4 282.9+110.4 = 0.438 • 𝜃 = 45 + 𝜙′₂ = 45° + 26°₂ = 58°

3. Unconfined compression Test

 일축압축시험

 구속압력(₃)은 “0”

4. Sensitivity and Thixotropy of Clay

 점토의 예민비 (1~8)

 불교란(undisturbed)상태

 교란(remolded)상태

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

5. 응력 경로 (Stress path)

 삼축압축시험의 결과로 여러 점을 연결

5. 응력 경로 (Stress path)

 Mohr 원의 정점을 잇는 선(점 D)

1. 수평토압: 정지토압, 주동토압

2. 수평토압: 수동토압

5. Example (lateral earth pressure)

 다음 옹벽에 대해 Rankine의 주동상태에서 벽체의

단위폭당 작용하는 토압과 그 작용점의 위치를 결정하라.

 𝑃_𝑎 = 1₂𝐾_𝑎𝛾𝐻2