[지질및지반기술사 제140회 3교시 6번] 간극비-하중 압밀곡선 그림을 이용하여 선행압밀하중( _c' ), 압축지수… 답안 개요

3교시 6번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

간극비-하중 압밀곡선 그림을 이용하여 선행압밀하중( $σ_{c}^{'}$ ), 압축지수(Cc), 재압축지수(Cr)를 구하는 방법과 과압밀비(Over Consolidation Ratio, OCR)와 지연압밀(Delayed Consolidation)에 대하여 설명하시오.

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답안 구조

개요
e-log p 곡선을 이용한 선행압밀하중 산정
압축지수(Cc)와 재압축지수(Cr) 산정 방법
과압밀비(OCR)의 정의와 역학적 의미
지연압밀(Delayed Consolidation) 메커니즘
결론 및 실무 적용 시 유의사항

용어 정의

선행압밀하중: 대상 지반의 흙이 과거에 받았던 가장 큰 유효응력으로, 주로 Casagrande 작도법 등을 통해 산정함
압축지수(Cc): 정규압밀 상태에서 유효응력 증가에 따른 간극비 감소율을 나타내는 처녀압밀곡선 직선부의 기울기
과압밀비(OCR): 현재 흙이 받고 있는 유효응력에 대한 선행압밀하중의 비를 의미하며, 흙의 응력 이력과 압밀 상태를 나타내는 지표
지연압밀: 1차 압밀 완료 후 과잉간극수압의 소산이 없는 상태에서 흙 입자의 점성 거동 및 구조적 재배열로 인해 지속해서 발생하는 압밀 현상

핵심 내용

e-log p 곡선의 최대 곡률점을 이용한 Casagrande 작도법으로 선행압밀하중 도출
처녀압밀곡선 직선부 기울기로 압축지수 산정 및 재압축 구간 기울기로 재압축지수 산정
과압밀비 크기(OCR=1, OCR>1)에 따른 정규압밀 및 과압밀 상태 판별과 침하 특성 평가
유효응력이 일정한 상태에서 흙 구조의 크리프 현상으로 발생하는 지연압밀 침하량 산정

공식: $C_c = \frac{e_1 - e_2}{\log(\sigma_2' / \sigma_1')}$ , $C_r = \frac{e_3 - e_4}{\log(\sigma_4' / \sigma_3')}$ , $OCR = \frac{\sigma_c'}{\sigma_0'}$ , $S_s = C_{\alpha} H \log(\frac{t}{t_p})$

풀이 순서: e-log p 곡선 상에서 곡률이 최대인 점(곡률반경이 최소인 점) 결정 → 해당 점에서 수평선과 접선 작도 → 수평선과 접선 사이 교각의 이등분선 작도 → 처녀압밀곡선(직선부)의 위쪽 연장선 작도 → 연장선과 이등분선이 만나는 교점의 하중을 선행압밀하중으로 결정

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출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)