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그림과 같이 지하수위가 Δz만큼 하강할 경우, A지점에서 발생하는 현상… | [7급 국가직 토질역학] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 토질역학] 24년 1회차
그림과 같이 지하수위가 Δz만큼 하강할 경우, A지점에서 발생하는 현상에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 흙의 모세관 현상은 무시한다)

문제 이미지
1
연직전응력은 일정하고 간극수압이 증가하여, 지반은 팽창하고 강도가 감소한다.
2
연직전응력은 일정하고 간극수압이 감소하여, 지반은 침하하고 강도는 증가한다.
3
연직전응력과 간극수압이 서로 같은 양만큼 감소하여, 지반의 상태 변화는 없다.
4
연직전응력과 간극수압이 모두 감소하지만, 둘의 감소량이 서로 달라 지반은 침하하고 강도는 증가한다.
해설

지하수위가 내려가면 전응력과 간극수압이 모두 감소하지만 간극수압 감소량이 더 커서 유효응력이 증가하고, 지반은 침하하며 강도는 증가한다.

A지점의 간극수압은 γwΔz\gamma_{w}\Delta z만큼 줄어든다. 반면 수위가 내려간 구간의 흙은 포화 상태에서 습윤 상태로 바뀌어 전응력은 (γsat−γt)Δz(\gamma_{\mathrm{sat}}-\gamma_{t})\Delta z만 줄어든다.

두 감소량의 차만큼 유효응력이 증가하므로 압축(침하)이 생기고 전단강도가 커진다.

  • 전응력이 일정하고 간극수압이 증가한다는 설명은 수위 하강과 반대 방향의 변화다.
  • 전응력이 일정하고 간극수압만 감소한다는 설명은 흙의 단위중량 변화로 전응력이 줄어드는 점을 놓쳤다.
  • 두 응력이 같은 양만큼 감소한다면 유효응력이 변하지 않지만, 실제로는 간극수압 감소량이 전응력 감소량보다 커서 유효응력이 증가한다.

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