삼축시험 응력경로

응력경로란

응력경로는 흙 요소가 하중을 받으며 거치는 응력 상태의 변화 궤적이다.

축대칭 삼축시험에서 p는 평균 전응력, q는 축차응력이다.

σ₁은 최대 주응력, σ₃은 구속압력이며 두 값으로 p와 q를 계산한다.

p-q 응력공간

p-q 공간은 가로축을 p, 세로축을 q로 하는 응력 평면이다.

q가 0인 p축 위의 이동은 등방압축이다.

축차응력이 늘어나는 압축 경로는 기울기 3의 직선으로 나타난다.

배수 조건 3종

삼축시험은 배수 조건에 따라 UU, CU, CD 세 가지로 나뉜다.

UU는 구속과 축차 단계 모두 배수하지 않는 비압밀 비배수 시험이다.

CU는 구속 단계에서 배수하여 압밀하고, 축차 단계에서는 배수하지 않는다.

CD는 축차 단계에서도 배수를 허용해 간극수압이 거의 0에 가깝다.

UU 시험 계산 예

UU 시험은 구속압력을 달리해도 파괴 시 축차응력이 일정하다.

파괴 조건은 φ_u = 0이므로 c_u는 파괴 시 축차응력의 절반이다.

축차응력 80 kPa를 대입하면 c_u는 40 kPa이다.

정답 확인

앞 문제의 정답은 30 kPa이다. 축차응력 60을 2로 나누었다.

UU 시험의 비배수 전단강도는 파괴 시 축차응력의 절반으로 구한다.

CU 유효응력경로

CU 시험은 축차응력 단계에서 과잉간극수압이 발생한다.

정규압밀점토는 간극수압이 양으로 증가해 유효응력경로가 좌측으로 이동한다.

과압밀점토는 팽창 경향이라 간극수압이 감소하거나 음이 되어 우측으로 이동한다.

전응력경로와 유효응력경로는 간극수압 차이만큼 벌어진다.

정리

이번 장에서는 삼축시험 응력경로의 기본을 정리한다.

응력경로는 p-q 공간의 궤적이고, 배수 조건에 따라 경로가 달라진다.

시험값을 해석할 때는 어떤 배수 조건으로 얻은 값인지 먼저 확인한다.