[토질 및 기초 기술사] 132회 1교시 기출문제 12번

액상화의 정의와 액상화 발생이 가능한 지반조건

 

Ⅰ. 개요

- 액상화란 지진 등 진동하중으로 인해 간극수압(u)이 증가하고, 이에 따라 유효응력(σ′ = σ − u)이 감소하여 전단강도가 소실되는 현상으로, 발생 시 흙입자는 구조적 붕괴를 일으키며, 지반은 유동화되어 침하·전도·파괴를 유발

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Ⅱ. 액상화 발생 Mechanism

 

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Ⅲ. 액상화 발생이 가능한 지반조건

1) 지반조건

• 포화된 느슨한 사질토층 (특히 N값 < 15, qc < 100~150kg/cm²)
• 세립분 함유율 15~35% 이하(배수성 양호)
• 지하수위가 높아 포화상태 유지

2) 하중조건

• 강진 또는 장주기 지진하중 (반복응력비 CSR ↑)
• 장시간 진동 또는 충격에 의한 누적간극수압 발생

3) 지형조건

• 충적층, 매립지, 하천변, 해안 매립지 등
• 상부 가벼운 구조물(저중량)인 경우 변형 심화

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Ⅳ. 특징 및 피해양상

1) 지반침하, 구조물 기울어짐, 파이핑, 사면활동 발생

2) 사질토층 하부 점토층 존재 시 배수 지연 → 피해 확대

3) 액상화 이후 재다짐(재정착)에 의한 2차 침하 발생

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Ⅴ. 기술자적 제언

1. 설계 시 액상화 평가(CSR–CRR법, Seed & Idriss식)로 안전성 검토 필요
2. 사질토층 개량 시 진동다짐, 모래다짐말뚝, 배수공법(샌드드레인) 병행
3. 지하수위 저하, 지진시 응력경로 분석 등 사전대책 수립
4. 기술자는 액상화 가능지반을 CPT·SPT·Vs시험 등으로 정밀 평가하고, 발생 가능성–영향–대책을 종합 고려한 설계 필요