상황에 맞는 토압

지표면에서 5m하부에 있는 토립자(단위중량 18kN/m3)가 받는 연직응력은
18*5=90kN/m2입니다.
수평응력은 다들 아시다시피 연직응력에 토압계수를 곱한 값이 수평으로 작용합니다.
그럼 우리가 아는 정지토압계수, 주동토압계수, 수동토압계수 중 어떤 것을 사용해야 할까요?

방금전에 언급한경우 토립자의 양측에는 같은 수평토압이 발생 될것이니 변위가 없다고 보아도 무방 할 것입니다.
따라서 정지토압으로 사용하면 됩니다.

그럼 5m굴착을 한경우에는 흙은 굴착면으로 이동 할것입니다. 자주 듣는 말로 표현하자면 변위가 발생하지요. 이는 흙입자를 늘리는 작용을 할테고 흙입자는 전단강도를 벗어나 파괴에 이를 겁니다. 이때 주동토압이 발생될 것입니다.
대부분의 토질 역학 책에서는 흙이 벽체를 민다라는 표현을 사용합니다.

그럼 다시 굴착전으로 돌아가서 높이 5m의 벽체를 세웁니다. 벽체 앞쪽에는 벽체 하부에서 1m정도만 남겨두고 흙을 굴착합니다. 전형적인 자립식 흙막이 가 될것입니다. 그럼 상부 1m의 두께를 가진 흙막이 벽체는 높이 5m인 흙덩이가 미는 주동토압으로 인해 얕은 쪽으로 밀릴겁니다. 그럼 밀리는 쪽에서는 압축으로 인해 흙입자가 전단강도를 넘어서게 되고 이로 인해 주동토압 반대 방향으로 수동토압이 작용됩니다.

지금까지 상황을 정리해보면 변위로 인해 토압이 발생되고 그 토압은 압축이냐 인장이냐에 따라 주동 수동이 됩니다.

옹벽은 어떤 토압으로 계산하나요?
주로 주동토압 사용해 계산 할 것입니다. 이는 옹벽에 미소변위를 허용하기 때문입니다. 아시다시피 주동토압은 정지토압보다 크기가 작습니다.

그럼 모든 옹벽은 주동토압으로 계산하는게 맞느냐? 매우 양호한 지반의 경우 정지토압으로 계산하도록 DM7에서는 제안하고 있습니다. 한마디로 변위를 허용하지 않는다는 개념입니다.

그럼 지중의 경우는 처음에 말씀드렸듯이 변위가 0이 되므로 정지토압을 사용합니다.

수동토압의 적용은 안전율을 주어 적용합니다. 이는 흙의 성질과 관련이 있습니다.

우리가 가끔 가정할때 흙입자는 비압축성이라는 말을 씁니다. 삼상구조로 이루어진 흙의 전부를 표현하는 말은 아니지만 흙은 인장보다 압축에 강하다는 말이 됩니다.
그럼 압축파괴에 도달해야 발휘되는 수동토압은 주동토압이 꽤나 많은 변위를 수반해야만 수동토압이 100%작용됩니다. 그러면 이미 옹벽에는 변위로 인해 많은 부작용이 생기게 될 것입니다.
따라서 수동토압에는 2~3의 안전율을 적용합니다. 그래야 안전측이 될 것입니다.

프로그램들이 다 잘 되어 있지만 프로그램을 사용하는 유저가 기본적인 방향을 잘 못 선택하면 아무리 좋은 프로그램이라 할지라도 신뢰성이 떨어지게 됩니다.

알고 쓰면 큰 무기가 될수 있는 기본 개념에 대한 포스팅이었습니다.