준설 응력경로
준설 응력경로는 준설과 매립 과정에서 흙 요소의 응력 상태가 변해 가는 궤적이다. 이 궤적은 응력 공간의 p-q 평면에 그리며, p는 평균응력, q는 편차응력이다. 시험에 자주 나오는 개념이므로 핵심 용어부터 차례로 정리한다. 전응력경로는 간극수압을 포함하지 않는 전…
주요 장면
대본
정의
준설 응력경로는 준설과 매립 과정에서 흙 요소의 응력 상태가 변해 가는 궤적이다.
이 궤적은 응력 공간의 p-q 평면에 그리며, p는 평균응력, q는 편차응력이다.
시험에 자주 나오는 개념이므로 핵심 용어부터 차례로 정리한다.
두 가지 응력경로
전응력경로는 간극수압을 포함하지 않는 전응력 기준의 궤적이다.
유효응력경로는 간극수압을 뺀 유효응력 기준으로 그린 궤적이다.
파괴 여부는 유효응력경로가 파괴선에 닿는지로 판단한다.
준설과 매립의 경로 방향
준설은 상재하중을 제거하므로 전응력이 줄고 평균응력 p가 감소한다.
이때 흙은 과압밀 상태가 되며 간극수압은 음(−) 방향으로 나타난다.
반대로 매립은 상재하중을 더해 p와 q가 함께 증가하게 한다.
매립에서 간극수압은 양(+) 방향으로 나타난다.
계산 예제
가상의 예로, 준설 전 중앙부 요소의 연직응력 60kPa, 수평응력 36kPa로 둔다.
준설 두께 1.5m와 해수 단위중량 10.1kN/m³를 곱해 연직응력 감소량을 구한다.
수평응력 감소는 계수 0.6을 가정해 구하고, 평균응력은 두 값의 평균이다.
평균응력은 약 12kPa 줄고 응력비가 커지므로 경로가 파괴선 쪽으로 이동한다.
시험 조건과 경로
시험 조건은 현장의 배수 조건에 맞춰 골라야 한다.
UU는 배수가 허용되지 않아 단기 준설 직후 비배수 전단강도 c_u를 구하는 데 쓴다.
CIU는 압밀 후 비배수 조건이라 매립 재하 중 안정 검토에 쓰인다.
CID는 배수를 허용해 장기 안정 검토에 쓰이며 유효응력 강도를 얻는다.
정리
정답은 UU, 비압밀 비배수 시험이다. 단기 준설 직후 조건과 맞는다.
정리하면 준설은 p를 줄이고, 매립은 p와 q를 함께 키운다.
파괴 여부는 유효응력경로가 파괴선에 닿는지로 판단하고, 시험 조건은 배수 조건에 맞춘다.
답안에는 응력 방향, 유효응력과 전응력의 구분, 시험과 경로의 대응을 함께 적는다.