026. 흙의 전단강도 및 쿨롱의 법칙

건축시공기술사 기출해설 | 2015-04-07 오전 9:56:39 | 조회수 : 10114 | 공개

026. 흙의 전단강도 및 쿨롱의 법칙

*시공71회-1교시 2. 흙의 전단강도
*시공76회-1교시 8. 흙의 전단강도 및 쿨롱의 법칙
*96회1교시-1. 흙의 전단강도

[요약]
*흙의 전단강도
흙의 전단강도는 흙의 역학적인 성질로 역학적성질에는 전단강도, 압밀, 투수성 등이 있다.
전단강도는 외력에 대한 전단저항이 최대치가 될때를 말하는 것이다.
흙은 인장강도가 없으므로 흙이 전단강도 이상일 경우 파괴된다.
전단강도의 구성은 Coulomb의 법칙으로 설명되며
Coulomb'S law
S = C + 스그마tan파이 ,
전단강도=점착력+수직힘+tan내부마찰각
전단강도 측정방법은 직접전단, 일축압축, 삼축압축시험이 있다.
사질은 다짐, 점토는 압밀

[해설]
1. 개요
(1)흙의 성질은 일반적으로 물리적 성질과 역학적 성질로 구별
(2)역학적 성질로는 전단강도, 압밀, 투수성 등이 있다.
(3)전단강도는 흙의 가장 중요한 역학적 성질로서 기초의 하중이 그 흙의 전단강도 이상이 되면 흙이 붕괴되고, 기초는 침하, 전도되며 기초의 극한 지지력을 알 수 있다.

2. 전단강도(Coulomb의 법칙)
S = C + σtanφ
-S : 전단강도
-C : 점착력
-σ : 파괴면에 수직적인 힘(유효응력)
-tanφ : 마찰계수
-φ : 내부마찰각
모래지반 : S = σtanφ

3. 전단시험(실내시험)
(1)직접시험
①전단상자에 흙시료를 담아 수직력의 크기를 고정시킨 상태에서 수평력을 가하여 시험하며 점착력과 내부마찰각을 산출한다.
②종류에는 일면전단시험과 이면전단시험이 있다.

(2)일축압축시험
불교란 공시체에 직접 하중을 가해 파괴시험을 하며 흙의 점착력은 일축압축강도의 1/2fh 본다.

(3)삼축압축시험
자연과 거의 같은 조건속에서 일정한 측압을 가하면서 수직하중을 가해 공시체를 파괴하여 시험하며, 물의 응력원에 의해 간극수압과 점착력, 내부마찰각을 산출한다.

4. 도해
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5. 흙의 전단강도 증대방안
가. 점성토지반
(1)지반의 압밀 및 탈수
-지중의 간극수를 배수하여 점착력을 증대시킨다.
-지중의 간극수압을 소산시켜 유효응력을 증대시킨다.

(2)선행재하와 간극수의 탈수를 병행
-예정구조물의 기초지반을 선행재하시켜 지중의 간극수압을 소산시킨다.
-지중탈수공법으로 배수시간과 배수거리를 단축시킨다.

나. 사질토지반
-모래다짐공법으로 느슨한 사질지반을 다짐한다.
-지중의 간극수를 강제배수하여 모래지반의 지하수위를 저하시킨다.
-느슨한 모래지반내에 주입재를 충진하여 조밀한 지반을 조성한다.
-약액주입 또는 JSP공법적용검토

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