습윤대

습윤대의 정의

습윤대는 강우 때 비탈면 표층에 생기는 얕은 띠 모양의 영역이다.

불포화 상태에서 포화 상태로 바뀌는 경계이므로 표층 붕괴의 원인이 된다.

제137회와 제98회 기술사 시험에 출제된 핵심 개념이다.

형성 메커니즘

비가 내리면 물이 지표에서 흙 속으로 스며든다.

흙이 젖으면 모관 흡수력이 줄고 함수비가 늘어난다.

젖은 흙과 마른 흙의 경계, 즉 습윤전선이 아래로 내려간다.

그 사이 간극수압이 올라 유효응력이 줄고 전단강도가 떨어진다.

결국 얕은 표층이 쉽게 활동하는 상태가 된다.

강우 전후 비교

강우 전과 강우 중의 흙 상태를 표로 비교해 보자.

강우 전에는 흡수력이 전단강도를 높여 주고 간극수압은 부의 값이다.

강우 중에는 함수비가 늘고 흡수력이 줄어 간극수압이 올라간다.

습윤대는 함수비가 늘어난 깊이 구간이며 시간에 따라 아래로 전진한다.

무한사면 안전율

얕은 표층 활동은 무한사면 식으로 초기 검토를 한다.

식의 분자는 흙의 저항 성분이고, 분모는 흙 무게가 만드는 활동 성분이다.

습윤대 두께 h는 식에 직접 들어가는 값이다.

습윤대가 두꺼워지면 분모의 흙 무게 성분은 커지고 분자의 저항은 줄어든다.

흔한 감점과 채점

답안에서 가장 많이 감점되는 것은 강우를 정상상태로 두고 해석하는 경우다.

강우 후에만 안전율을 보면 강우 중 습윤대의 진행이 빠진다.

채점에서는 강우 중 습윤대가 아래로 전진하는 시간 변화를 쓴다.

습윤대 두께를 지하수위 상승 깊이와 혼동하는 실수도 흔하다.

핵심 정리와 직접 풀기

습윤대의 핵심을 세 줄로 정리한다.

습윤대는 함수비가 늘어난 얕은 층이고, 강우 중에 아래로 전진한다.

원인은 간극수압 상승과 흡수력 감소이고, 해석은 무한사면 식을 쓴다.

방금 배운 내용을 직접 풀어 보자.