[토질및기초기술사 제140회 4교시 3번]

4교시 3번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

1차원 압밀침하량 산정방법에서 압밀침하량 기본식을 유도하고 압축계수법() 및 체적변화계수법()에 의한 압밀침하량 산정에 대하여 설명하시오.

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답안 구조

  1. 개요
  2. 1차원 압밀침하량 기본식 유도
  3. 압축계수(av)에 의한 압밀침하량 산정
  4. 체적변화계수(mv)에 의한 압밀침하량 산정
  5. 결론 및 고찰

용어 정의

1차원 압밀침하
수평 변위는 없고 수직 변위만 발생하는 조건에서 유효응력 증가로 인해 흙 간극수가 배출되며 발생하는 체적 감소 현상.
압축계수(av)
유효응력 변화량에 대한 간극비 변화량의 절대값 비율로, 흙의 압축성 정도를 나타내는 지표.
체적변화계수(mv)
단위 유효응력 변화에 대한 단위 체적당 변형률 비율로, 압축계수와 초기 간극비를 이용하여 산정 가능한 값.
간극비(e)
흙 입자 체적에 대한 간극(물 또는 공기) 체적의 비율로, 흙의 밀실 정도를 나타내는 기본 물성치.

핵심 내용

  • 1차원 압밀침하 기본식 유도의 원리
  • 간극비 변화와 침하량 관계
  • 압축계수(av)의 정의 및 활용
  • 체적변화계수(mv)의 정의 및 활용
  • 각 계수법의 적용 조건 및 한계

공식: ΔH=Δe1+e0H0\Delta H = \frac{\Delta e}{1+e_0} H_0, av=−ΔeΔσ′a_v = -\frac{\Delta e}{\Delta \sigma'}, mv=av1+e0m_v = \frac{a_v}{1+e_0}, ΔH=avΔσ′H01+e0\Delta H = a_v \Delta \sigma' \frac{H_0}{1+e_0}, ΔH=mvΔσ′H0\Delta H = m_v \Delta \sigma' H_0

풀이 순서: 1차원 압밀침하의 기본 가정 설정 (수평변형 없음, 흙 입자 체적 불변 등) → 간극비 변화와 흙의 체적 변화 관계 정의 → 초기 및 최종 간극비와 흙 높이 변화 관계식 유도 → 침하량과 간극비 변화량의 비례 관계 도출을 통한 기본식 완성 → 압축계수(ava_v)의 개념 및 유효응력-간극비 관계 설명 → ava_v를 이용한 압밀침하량 산정식 전개 및 활용 방안 제시 → 체적변화계수(mvm_v)의 개념 및 ava_v와 초기 간극비(e0e_0)와의 관계 설명 → mvm_v를 이용한 압밀침하량 산정식 전개 및 현장 적용 시 유의사항 제시

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

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