[토질 및 기초 기술사] 137회 1교시 기출문제 11번

11. 사질토와 점성토의 전단강도 특성

Ⅰ. 사질토와 점성토의 전단강도 특성 정의

- 전단강도(τ)란 흙이 외부 하중에 의해 파괴될 때 저항하는 최대 전단응력으로 Mohr-Coulomb 파괴 기준인 τ = c + σ'tanΦ를 기본으로 하며, 사질토는 마찰(Φ), 점성토는 점착력(c)이 지배적이다.

Ⅱ. 사질토와 점성토의 전단강도 특성 비교

구분	사질토	점성토
주요 강도	내부마찰각(Φ)이 주도	점착력(c)이 주도
배수 상태	투수성 커 즉시 배수	투수성 작아 비배수 거동
체적 변화	팽창(Dilatancy) 발생	수축(Contractancy) 발생
강도 발현	구속압(σ)에 비례	함수비 및 이력에 따라 변화
시간 의존성	거의 없음	압밀에 따른 강도 증가(시간 의존)

Ⅲ. 공학적 거동 메커니즘

1) 사질토의 거동
   ① 입자 간 맞물림에 의해 강도가 발생하며, 조밀할수록 팽창성을 띠어 최대 전단강도와 잔류강도의 차이가 큼

   ② 배수 조건이 강도를 결정하므로 표준관입시험(SPT)이나 CPT로 평가

2) 점성토의 거동

   ① 전기화학적 결합력 및 물 분자 막에 의한 점착력이 핵심이며, 과잉간극수압의 소산 여부에 따라 강도가 크게 달라짐

   ② 비배수 전단강도(Su)를 평가하기 위해 Vane Test나 일축압축시험 실시

Ⅳ. 설계 및 시공 시 고려사항

1) 사질토: 진동에 의한 액상화 가능성 검토와 느슨한 지반의 상대밀도 향상을 위한 다짐 공법 적용

2) 점성토: 초기 굴착 시 강도 부족으로 인한 Heaving 및 하부 지반의 압밀 침하 방지를 위한 연약지반 개량

Ⅴ. 기술자적 제언

- 사질토와 점성토는 물리적 거동이 상이하므로 현장 조사 시 지반 조건에 맞는 시험법을 선택해야 한다. 특히 중점 점토 지반과 실트질 사질토가 섞인 경우에는 유효응력 해석과 전응력 해석을 병행하여 불확실성을 최소화하는 것이 기술사의 핵심 역량이다.