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그림과 같이 높이 6 m의 옹벽 뒤채움 흙이 습윤상태에서 포화상태로 될… | [7급 국가직 토질역학] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 토질역학] 21년 1회차
그림과 같이 높이 6 m의 옹벽 뒤채움 흙이 습윤상태에서 포화상태로 될 때 옹벽에 작용하는 주동토압(수압포함) 합력의 증가량[kN/m]은? (단, Rankine 토압이론을 이용하고, γt\gamma_{\mathrm{t}}는 습윤단위중량, γsat\gamma_{\mathrm{sat}}은 포화단위중량, ϕ\phi는 내부마찰각, c는 점착력이며, 물의 단위중량 γw\gamma_{\mathrm{w}} = 10 kN/m3이다)

문제 이미지
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108
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132
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240
해설

합력 증가량은 132 kN/m이다.

ϕ=30∘\phi=30^\circ이므로 Ka=1/3K_a = 1/3이다. 포화상태에서는 수중단위중량에 의한 토압 + 정수압으로 계산한다.

습윤상태: P1=12×13×18×62=108 kN/mP_1 = \tfrac{1}{2} \times \tfrac{1}{3} \times 18 \times 6^2 = 108\ \mathrm{kN/m}
포화상태: P2=12×13×(20−10)×62+12×10×62=60+180=240 kN/mP_2 = \tfrac{1}{2} \times \tfrac{1}{3} \times (20-10) \times 6^2 + \tfrac{1}{2} \times 10 \times 6^2 = 60 + 180 = 240\ \mathrm{kN/m}
증가량: 240−108=132 kN/m240 - 108 = 132\ \mathrm{kN/m}

  • 54는 습윤상태 합력의 절반에 해당하는 값으로, 두 상태의 합력을 각각 구해 빼면 나오지 않는다.
  • 108은 습윤상태의 합력 자체이다.
  • 240은 포화상태의 합력 자체로, 증가량이 아니다.

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