잔류전단강도

잔류강도란

잔류강도는 흙을 크게 미끄러뜨린 뒤 최종적으로 남는 전단강도다.

흙은 처음에 입자가 맞물려 큰 강도를 보이지만, 전단이 계속되면 맞물림이 풀린다.

이때 일정한 값으로 수렴하는 강도가 잔류강도다.

기본식과 기호

잔류강도는 잔류점착력과 잔류마찰각으로 나타낸다.

유효응력 기준의 기본식은 이 형태이며, 각 기호의 의미는 아래 표와 같다.

장기간 전단된 기존 활동면에서는 c′r을 0으로 두고 φ′r만으로 평가하는 경우가 많다.

사질토와 점성토

사질토는 입자의 회전과 재배열로 잔류상태가 만들어진다.

조밀한 사질토는 피크 후 감소해 임계상태로 수렴하고, 느슨하면 피크 없이 증가한다.

점성토는 판상 점토광물이 정렬되어 강도가 피크보다 크게 낮아진다.

따라서 흙 종류별로 잔류강도를 따로 판단해야 한다.

기존 활동면과 역해석

사면 설계에서 피크강도를 그대로 쓰면 안전율이 과대평가된다.

이미 큰 변위를 받은 기존 활동면은 잔류강도에 가깝게 발휘된다.

붕괴 후에는 역해석으로 파괴 순간에 실제로 발휘된 강도를 구할 수 있다.

그 값은 복구 설계와 보강 규모를 정하는 입력으로 쓴다.

실내시험

잔류강도를 실내에서 재현하는 대표 시험은 링전단시험이다.

반복직접전단시험은 링전단시험을 보조하는 방법으로 쓴다.

직접전단시험은 전단 변위가 제한되어 잔류 상태에 충분히 도달하지 못할 수 있다.

잔류값을 얻는 목적이라면 변위를 충분히 주는 방법을 택해야 한다.

헷갈리는 점

가장 흔한 실수는 피크강도와 잔류강도를 혼동하는 것이다.

신규 사면의 초기 파괴 검토에 잔류강도를 적용하면 안전측 판단이 되지 않을 수 있다.

사질토는 입자 재배열과 입자파쇄, 점성토는 판상 입자 정렬과 전단면 평활화로 구분해 쓴다.

시험 조건인 수직응력 범위와 배수조건을 빠뜨리면 채점에서 감점된다.

정리

정리하면 잔류강도는 큰 전단변위 후 일정하게 남는 전단강도다.

기존 활동면 재활동 검토에서는 잔류강도가 강도 정수를 결정한다.

사질토와 점성토의 발현 기구를 구분하고 링전단시험으로 측정한다.

결국 전단이력에 따라 강도를 고르는 것이 핵심이다.