간극수압계수

정의

간극수압계수는 비배수 조건에서 전응력 변화량에 대한 과잉간극수압 변화량의 비다.

배수가 되지 않으면 간극수가 하중을 떠맡아 과잉간극수압이 남는다.

이 비율은 B, A, D 세 계수로 나누어 다룬다.

Skempton 식과 B계수

간극수압은 Skempton 식으로 B와 A 두 계수로 나뉘어 표현된다.

등방압축 단계의 B는 Δu를 구속압 증분 Δσ3로 나눈 값이다.

포화된 흙은 B가 약 1이고, 불포화토에서는 1보다 작아진다.

축차응력 단계의 A는 전단 중 체적 변화 경향에 따라 달라진다.

D계수와 일축압축

일축압축시험은 구속압이 0인 특수한 경우라 D계수를 구하는 데 쓴다.

구속압이 0이므로 Δu = BAΔσ1이 되고, 따라서 D = AB로 정리된다.

포화토에서 B가 1에 가까우면 D는 A와 거의 같은 값으로 다룬다.

시험 종류별 비교

삼축압축시험의 배수 조건에 따라 계수의 측정 방법이 달라진다.

UU 시험은 간극수압이 전단강도에 직접 반영되어 전응력 해석에 쓴다.

CU 시험은 간극수압을 측정해 유효응력 강도정수를 얻는 점이 핵심이다.

계산 예제

포화된 점성토를 CU 시험한다. 먼저 등방압축 단계에서 B를 구한다.

B는 Δu를 Δσ3로 나눈 값이므로 100 나누기 100으로 1.0이다.

파괴 시 간극수압 식에 대입하면 A_f 값이 나온다.

A_f는 (160 − 100) 나누기 120으로 0.5가 된다. 0과 1 사이의 양수다.

정리와 확인 문제

정리한다. 간극수압계수는 전응력 증분에 대한 간극수압 증분의 비다.

B는 등방압축, A는 축차응력, D는 일축압축 단계에서 구한다.

CU 시험의 A계수는 유효응력 강도정수 산정과 연결된다.