예민비

예민비의 정의

예민비는 자연 상태 점토의 일축압축강도를 교란 시료의 일축압축강도로 나눈 값이다.

교란 시료는 같은 함수비로 다시 반죽한 시료이며, 두 시료의 함수비가 같아야 한다.

예민비가 클수록 흐트러질 때 강도가 많이 떨어지는 예민한 점토이다.

강도 손실의 원인은 구조적 강도, 즉 입자 사이 결합이 깨지기 때문이다.

구조와 교란

점토는 자연 상태에서 입자 사이의 결합으로 강한 구조를 가진다.

교란되면 흡착수막이 깨져 입자 구조가 무너지고 강도가 떨어진다.

교란 시료는 구조가 사라져 잔류 강도만 남으므로 강도가 크게 줄어든다.

예민비는 이 강도 손실의 비율을 수치로 나타낸 값이다.

Quick Clay 판정

예민비가 8 이상인 점토를 Quick Clay라고 부른다.

Quick Clay는 교란되면 액상화에 가까운 유동을 보여 대형 활동 사고와 연결된다.

등급 경계는 교재마다 다르므로 답안에서는 고예민성과 Quick Clay를 구분해 쓴다.

계산 예제

교란 후 비배수 강도는 자연 강도를 예민비로 나눈 값으로 구한다.

예를 들어 St가 5, 자연 비배수 강도가 50 kN/m²이면 교란 후 강도는 10 kN/m²이다.

이 값이 교란 상태의 인발 하중을 구할 때 쓰는 비배수 강도가 된다.

직접 풀어 보자. 예민비 8, 비배수 강도 40 kN/m²이면 교란 후 강도는 얼마인가?

정답은 5 kN/m²이다. 40을 8로 나누면 된다.

계산 결과 비교

같은 조건에서 교란 상태는 약 39.3 kN, 과잉간극수압이 소산된 상태는 약 52.3 kN이다.

교란 상태는 Su/St로 구한 비배수 강도를, 소산 후에는 유효응력 강도를 쓴다.

소산 후 값이 더 큰 것은 유효응력 강도가 교란 비배수 강도보다 크게 나오기 때문이다.

두 값의 차이는 과잉간극수압 소산에 따른 강도 회복 효과다.

헷갈리는 점

예민비와 인발 하중 문제에서 자주 틀리는 부분이 세 가지 있다.

첫째, 교란 시료는 자연 시료와 같은 함수비로 만들어야 한다.

둘째, 교란 상태와 장기 상태의 해석 방법을 바꿔 쓰지 않는다.

셋째, 원통 측면 마찰과 선단 저항을 모두 더해야 한다.

정리

예민비는 점토가 흐트러질 때 강도가 얼마나 떨어지는지를 나타내는 값이다.

St가 8 이상이면 Quick Clay로 분류하고, 교란 후 비배수 강도는 Su/St로 구한다.

시험에서는 정의, Quick Clay 판정 기준, 인발력 계산이 반복해서 출제된다.