액상화 설명 영상

액상화란

액상화는 포화된 느슨한 사질토의 강도가 사라지는 현상이다.

모래알이 버티던 힘을 물의 압력이 떠맡아, 흙이 유체처럼 흐물거린다.

기술사 시험에서는 정의, 영향인자, 방지대책, 예측기법이 반복해서 출제된다.

전응력의 원리

전응력 σ는 유효응력 σ′와 간극수압 u의 합이다.

진동 중 물이 빠지지 못하면 u가 올라가고 σ′는 줄어든다.

σ′가 0이 되면 u는 σ와 같아지고 흙은 전단강도를 잃는다.

발생 과정

액상화는 진동이 가해질 때 차례로 일어난다.

느슨한 사질토는 재배열하려 하고, 물이 빠지지 못하면 간극수압이 오른다.

간극수압이 초기 유효응력과 같아지면 유효응력이 0에 가까워진다.

그러면 흙은 전단강도를 잃고 유체처럼 거동한다.

판정 절차

액상화 발생 여부는 간이 평가법으로 판정한다.

지진에 의한 반복전단응력비 CSR과 지반의 저항 CRR을 구한다.

두 값을 나눈 안전율 FS가 1.0 미만이면 액상화 가능성이 있다고 판정한다.

계산 예제

가상의 지층에서 CSR은 0.25, CRR은 0.20이라고 하자.

안전율은 CRR을 CSR로 나눈 값이다.

F_L = CRR / CSR 에 값을 대입해 안전율을 직접 구해 보자.

결과와 대책

그림 값을 대입하면 0.20을 0.25로 나눈 0.8이다.

안전율이 1.0 미만이므로 액상화 가능성이 있다.

대책은 원리별로 묶어 쓴다. 다짐, 배수, 고결·치환이 그것이다.

정리

앞 문제 정답은 다짐 계열이다. 느슨한 모래를 조밀하게 만든다.

정리한다. 액상화는 과잉간극수압이 올라 유효응력이 줄고, 전단강도를 잃는 현상이다.

판정은 안전율 FS = CRR/CSR 로 하고, 1.0 미만이면 가능성이 있다고 본다.

답안에서는 지반 파괴라고만 쓰지 말고 원리와 대책을 함께 써야 한다.