[토질 및 기초 기술사] 133회 1교시 기출문제 3번

Skempton의 간극수압방정식

 

Ⅰ. 정의

- 흙이 받는 응력 변화에 따른 과잉간극수압의 변화로, 포화점토가 비배수 조건에서 외력(Δσ)을 받을 때, 체적변화는 거의 없으나 내부에서 간극수압이 발생하는 점을 응력변화와 비례식으로 표현

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Ⅱ. Skempton의 간극수압방정식 개념도

 

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Ⅲ. Skempton의 간극수압방정식의 의미

 

1) 주응력 변화에 의한 과잉간극수압 발생: 흙이 압축(체적 감소) → 간극수압 증가 / 흙 팽창(체적 팽창) → 간극수압 감소

2) 과잉간극수압 발생 원인: 흙을 다지거나 구조물을 짓는 등 외부 응력이 가해질 때 발생. 흙이 불포화 상태일 경우에도 적용될 수 있으며, 특히 시공 직후에는 과잉간극수압이 충분히 소산되지 않은 상태이므로 항상 유의 

 

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Ⅳ. 공식의 활용

1) 사면 안정 해석 : 흙사면의 안정성을 분석할 때, 시공 중 발생하는 과잉간극수압이 흙의 전단강도에 미치는 영향 평가

2) 흙댐 및 제방 축조 : 흙댐의 시공 및 안정성 해석 활용

3) 연약지반 성토 공법 : 연약지반에 성토할 때 발생하는 과잉간극수압의 변화 예측

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Ⅴ. 기술자적 제언

1) 실내시험 시 B=1 확인(완전포화) 후 시험 수행해야 정확한 Δu 산정 가능

2) 현장에서는 급속시공, 폭우, 지진 시 비배수 조건이 발생하므로 Skempton식 이용

3) 기술자는 Δu–Δσ 관계를 통해 구조물 안정성(유효응력 변화)을 정량적 검토

4) 장기거동(배수조건)은 Δu 소산 후의 유효응력으로 별도 검토 필요

 

✅ 핵심 요약

• 의미 : 비배수 상태 점토의 과잉간극수압 예측식
• 계수 : B → 포화도 영향, A → 하중형태 영향
• 활용 : 삼축시험·단기안정·비배수강도 해석 필수식