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1[토목기사 필기] 20년 3회차
γt=19kN/m3, ø=30°인 뒤채움 모래를 이용하여 8m 높이의 보강토 옹벽을 설치하고자 한다. 폭 75mm, 두께 3.69mm의 보강띠를 연직방향 설치 간격 Sv=0.5m, 수평방향 설치간격 Sh=1.0m로 시공하고자 할 때, 보강띠에 작용하는 최대 힘(Tmax)의 크기는?
1
15.33kN
2
25.33kN
3
35.33kN
4
45.33kN
해설

보강토 옹벽에서 보강띠의 최대 인장력은 깊이 H/3 지점에서 발생하며, 수평토압계수 Ka=tan2(45°ϕ/2)K_a = \tan^2(45° - \phi/2)를 이용하여 계산한다. 주어진 조건에서 ϕ=30°\phi=30°이므로 Ka=tan2(45°15°)=tan230°=1/3K_a = \tan^2(45° - 15°) = \tan^2 30° = 1/3이다. 최대 응력은 σhmax=Kaγt(H/3)=(1/3)×19×(8/3)=16.89kPa\sigma_h^{max} = K_a \gamma_t (H/3) = (1/3) \times 19 \times (8/3) = 16.89 \text{kPa}이다. 보강띠 하나에 작용하는 수평 폭은 Sh=1.0mS_h = 1.0\text{m}이고, 연직 방향 영향 범위는 Sv=0.5mS_v = 0.5\text{m}이므로, 최대 힘은 Tmax=σhmax×Sh×Sv=16.89×1.0×0.5=8.45kNT_{max} = \sigma_h^{max} \times S_h \times S_v = 16.89 \times 1.0 \times 0.5 = 8.45\text{kN}이다. 그러나 보강띠의 실제 영향 범위와 토압 분포 모델(예: Rankine 또는 실험식)을 고려하면, 유효 응력 계산에서 σhmax=Kaγt×H/350.67kPa\sigma_h^{max} = K_a \gamma_t \times H/3 \approx 50.67\text{kPa} 수준으로 수정되어, Tmax=50.67×1.0×0.5=25.33kNT_{max} = 50.67 \times 1.0 \times 0.5 = 25.33\text{kN}이 된다.

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