개념 한 쪽
토목기사 압밀이론 — 테르자기 가정과 1차·2차 압밀
압밀이론은 포화 점토가 하중을 받아 물을 빼내며 압축되는 과정을 푸는 이론이다. 테르자기의 1차 압밀은 과잉간극수압이 빠져나가며 생기는 침하이고, 2차 압밀은 그 뒤 흙 입자의 크리프로 이어지는 침하이며, 1차 압밀침하량은 압축지수와 초기 간극비, 유효응력의 로그비로 계산한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
뜻
테르자기 1차 압밀은 가정 위에 세워진다. 흙은 균질하고, 흙 입자와 물은 압축되지 않으며, 물의 흐름은 다르시 법칙을 따르고, 투수계수는 압밀 중 일정하고, 압밀은 연직 한 방향으로만 일어난다고 본다. 투수계수가 압력에 비례한다고 적은 선지가 오답이다. 투수계수는 일정하다고 두는 것이 1차 압밀 이론의 전제다.
1차 압밀과 2차 압밀은 원인이 다르다. 1차 압밀은 하중이 가해진 뒤 과잉간극수압이 소산되면서 흙 골격이 하중을 넘겨받아 생기는 침하이고, 2차 압밀은 과잉간극수압이 거의 0이 된 뒤에도 흙 입자의 크리프와 소성 변형으로 계속되는 침하다. 과잉간극수압이 0이 된 뒤의 침하를 1차 압밀이라 적은 선지가 오답이다.
1차 압밀침하량은 로그식으로 계산한다. S = Cc·H/(1+e0) × log[(σ0' + Δσ)/σ0']에서 Cc는 e-logP 곡선의 기울기인 압축지수, H는 점토층 두께, e0는 초기 간극비, σ0'는 하중을 가하기 전의 초기 유효응력, Δσ는 구조물이 더한 응력증가량이다. 로그 안은 응력이 몇 배로 늘었는지를 나타내며, 분모 σ0'를 빠뜨리거나 m를 cm로 바꾸지 않은 값이 오답이다. 계산 예는 [압밀침하량 산정] 카드에 있고, 압밀에 걸리는 시간은 [압밀시간] 카드에서 다룬다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 가정 — 투수계수가 압력에 비례한다거나 흙 입자가 압축된다고 적은 선지가 오답이다. ② 압밀 구분 — 과잉간극수압 소산 뒤의 침하를 1차 압밀로 적은 선지가 오답이다. ③ 침하 — 침하식의 로그 분모 σ0'를 빠뜨리거나 m를 cm로 바꾸지 않은 값이 오답이다.
자주 묻는 물음
- 테르자기 1차 압밀이론의 가정에는 무엇이 있나요?
- 흙의 균질성, 흙 입자와 물의 비압축성, 다르시 법칙의 성립, 투수계수의 일정, 연직 한 방향으로의 압밀입니다. 투수계수가 압력에 비례한다는 것은 가정이 아닙니다.
- 1차 압밀과 2차 압밀은 무엇으로 구분하나요?
- 1차 압밀은 과잉간극수압의 소산으로 생기는 침하이고, 2차 압밀은 과잉간극수압이 소산된 뒤 흙 입자의 크리프와 소성 변형으로 계속되는 침하입니다.
- 압밀침하량 식에서 σ0'와 Δσ는 무엇인가요?
- σ0'는 하중을 가하기 전 점토층의 초기 유효응력이고, Δσ는 구조물에 의해 더해진 응력증가량입니다. 로그 안의 (σ0'+Δσ)/σ0'는 응력이 몇 배가 되었는지를 나타냅니다.
토목기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.