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1[토목기사 필기] 21년 1회차
포화단위중량(γsat)이 19.62kN/m3인 사질토로된 무한사면이 20°로 경사져 있다. 지하수위가 지표면과 일치하는 경우 이 사면의 안전율이 1이상이 되기 위해서 흙의 내부마찰각이 최소 몇 도 이상이어야 하는가? (단, 물의 단위중량은 9.81kN/m3이다.)
1
18.21°
2
20.52°
3
36.06°
4
45.47°
해설

지하수위가 지표면과 일치하는 사질토 무한사면의 안전율은 유효단위중량과 포화단위중량의 비에 마찰각과 경사각의 탄젠트비를 곱한 식으로 구한다.

Fs=γ′γsat×tan⁡ϕtan⁡β=1 ⇒ tan⁡ϕ=tan⁡β×γsatγ′=tan⁡20∘×19.629.81=2tan⁡20∘F_s=\dfrac{\gamma'}{\gamma_{sat}}\times\dfrac{\tan\phi}{\tan\beta}=1\ \Rightarrow\ \tan\phi=\tan\beta\times\dfrac{\gamma_{sat}}{\gamma'}=\tan20^\circ\times\dfrac{19.62}{9.81}=2\tan20^\circ

이를 계산하면 필요한 내부마찰각은 약 36.06°이다.

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