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산업안전지도사 2차8회3번. 기초지반의 하중-침하 거동에서 파괴의 종류 3가지를 쓰시오.

대경안전지도사 2020. 5. 31. 17:11

얕은기초

1. 얕은 기초의 분류

1)확대기초 : 상부하중을 넓게 분포시키지 위해 밑면을 확대시킨 기초형태

. 독립푸팅 : 1개 기둥만 지지

. 복합푸팅 : 2개 또는 그 이상 기둥지지

. 연속푸팅 : 띠모양 긴후팅

. 캔틸레버식 푸팅 : 2개의 푸팅을 Tie Beam으로 연결

2)전면기초

. 단일 Mat로 지지하는 형식, 일반적으로 푸팅기초의 전면적이 커져서 합계가 시공면적의 50%를 초과시

2. 전단파괴의 형태

1)전반전단파괴

하중증가 거의 선형적으로 증가하다가 어느 하중에 이르러 갑자기 파괴, 침하 증가 파괴 : 단단 지반 발생

. 압축낮은 흙, 조밀 고결 지반에서 발생 : Dense Sand, Stiff Clay

. 410% 침하 범위에서 발생 (소성평형 상태에 도달할 때까지의 침하가 적다)

. 파괴면이 지표면까지 연장되어 명확한 파괴면이 생긴다

. 극한지지력(qult)에 도달하면 갑작스런 파괴가 발생

2)국부전단파괴

주동 쐐기부분과 과도영역으로 파괴면이 연장, 기초가 갑자기 떨리며 진동하는 현상이 일어나는 파괴

이 때의 하중을 qu라 하며 이점을 넘어서면 하중의 증가에 비해 침하가 커져 2, 3차 변곡점 양상보임

. Sand나 적당히 다져진 clayed soil층에서 발생, 높은 압축성 지반

. 5 - 25% 침하 범위에서 발생

. 하중이 qu에 도달하면 갑작스런 떨림이 일어나며 이를 1차 파괴하중

. 지표까지 도달하지 않고 지반에서만 발생

. 극한지지력(qult)이 명확하게 정의되지 않는다

 

 

3)관입전단파괴

상당히 느슨한 흙에 발생하는 파괴형태

파괴면은 지표면까지 연장되지 않으며 극한지지력 qu를 넘어서게되면 하중의 증가에 비해 침하량이 급증함

1) Very loose sand 지반 : 저압축성 지반에서 기초폭에 비해 근입깊이가 클 때 발생

2) 전단영역이 명확하지 않고 지표면에서 heving 이 생기지 않는다.

3) 기초가 기울거나 융기되지 않고 큰 침하를 발생

3. 전반전단파괴와 국부전단파괴의 구분

 

1)파괴시의 변형률

3축시험 파괴시 변형률이 15%이하이면 전반전단파괴

3축시험 파괴시의 변형률이 15%이상이면 국부전단파괴

2)상대밀도(Dr)

상대밀도 30%이하 모래지반 국부전단파괴

예민비 10%이상 점토지반 국부전단파괴

3)내부마찰각(ψ)

╔ ψ<30 : 국부전단파괴

╚ ψ>40 : 전반전단파괴

 

4)지지력 산정

전반전단파괴

qu = αc Nc + β r1 B Nr + r2 Df Nq (t/m2)

전반전단파괴

c' = 2/3 c tanψ'= 2/3 tan ψ

q'u = 2/3 αc Nc + β r1 B Nr + r2 Df Nq

 

4. 얕은기초지반의 지지력

1)허용지지력 추정방법

. 건축규정이나 토목공학 핸드북에 의한 경험적 방법

. 원위치시험에 의한 추정방법(표콘평프)

- 표준관입시험에 의한 추정방법

- 콘관입시험의 결과의 이용

- 평판재하시험의 결과이용

- 프레셔미터 시험의 결과이용

. 극한지지력으로부터 소요의 안전율을 고려하여 추정하는 방법

- Terzaghi의 극한지지력

- Meyerhof의 극한지지력

- Hansen의 극한지지력

- skempton제안식

2)극한지지력의 추정방법

.Terzaghi의 지지력의 공식

1) 가정

. 파괴면은 대수나선과 직선의 조합

. 기초상부의 전단강도는 무시함

. AD, BD는 벽면체로 가정 흙쐐기면을 따라 접착력과 마찰력이 작용

. 흙쐐기 평형을 고려

- 흙쐐기에 하중이 작용하면 AD BD면에 수동토압으로 작용하중에 저항

2)전반 전단파괴의 경우

. Rankine주동영역()AD, BD에 작용하는 점착력의 합계 : Ca

Ca = b c / cos ψ (여기서 b = B/2 c=점착력)

Ca의 수직응력 Ca sin ψ = b c / cos ψ * sin ψ = b c tan ψ

. 흙쐐기 ABD의 평형조건

qu*B + ABD의 중량 = 2(Pp+bc tanψ)

ABD의 중량 = r1* 2b*b tan ψ* 1/2 = r1 b2 tanψ

qu*B + r1 b2 tanψ-2(Pp+bc tanψ) = 0