[공학]유효응력의 정의 및 활용

소개글

유효응력의 정의 및 활용에 대하여..

목차

1. 유효응력의 정의
2. 유효응력의 원리
3. 흙의 자중에 의한 유효연직응력
4. 전응력변화에 대한 유효응력반응
5. 예제1,2

본문내용

1. 유효응력의 정의

- 흙은 물이나 공기로 채워진 연속된 공극으로 둘러싸인 흙입자들의 골조로 이루어짐.
흙입자, 물 - 비압축성
공기 - 압축성
- 전단응력 (shear stress) : 토립자의 접촉점으로 전달되는 힘을 통하여 흙 입자 골조에 의해 저항됨.
- 수직응력 (normal stress)은 입자간의 힘 증가를 통하여 흙 골조에 의해 저항됨.
- 완전포화토에서는 공극을 채우고 있는 물도 수직응력에 저항함.

2. 유효응력의 원리

- Terzaghi : 1923년에 유효응력원리 발표
- 완전포화토에서만 적용
- 전수직응력 (total normal stress, )
- 간극수압 (pore water pressure, u)
: 흙 입자 사이의 공극을 채우고 있는 물의 압력
- 유효수직응력 (effective normal stress, )
P
A
: 흙 골조로만 전달되는 응력







3. 흙의 자중에 의한 유효연직응력

- 지하수위가 지표면에 있고, 표면이 수평한 토층에서
깊이 z에서 전 연직응력 = 그 깊이의 단위 면적 위에 쌓여있는 (흙입자+물)의 무게

- 흙입자 사이의 공극은 서로 연결되어 있어서 간극수압은 정수압 상태를 유지함.
깊이 z에서의 간극수압
- 유효연직응력
4. 전응력변화에 대한 유효응력반응

- 완전히 포화된 토층에서 전연직응력이 증가할 때 수평변위가 억제되고,
부피변화는 연직방향으로만 일어나는 경우
(토층의 두께에 비해 넓은 면적에 걸쳐 전연직 응력의 변화가 생기는 경우)
- 전연직응력이 증가하면 흙입자는 상대적 이동으로 더 가까워지려고 함.
물이 비압축성이고 수평방향으로 구속되어 있다면 간극수의 일부가 빠져나가지 않는 한 흙입자의 재배치는 이루어지지 않고, 입자 상호간 작용력은 증가하지 않게 됨.
전응력의 증가 → 간극수압 증가
- 간극 수압의 증가는 간극수에 압력경사를 발생시키며 간극수 유동을 초래함.
배수는 간극수압이 초기 정수압이 될 때까지 계속됨.

참고 자료

없음