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1[토목기사 필기] 18년 2회차
다음 그림과 같이 피압수압을 받고 있는 2m 두께의 모래층이 있다. 그 위로 포화된 점토층을 5m 깊이로 굴착하는 경우 분사현상이 발생하지 않기 위한 수심(h)은 최소 얼마를 초과하도록 하여야 하는가?
문제 이미지
1
1.3m
2
1.6m
3
1.9m
4
2.4m
해설

굴착 바닥에 1.6m를 넘는 수심을 유지해야 분사현상을 막을 수 있다.

그림에서 지표부터 5m를 파내면 굴착면 아래에 포화점토가 3m(γsat=1.8t/m³) 남고 그 밑에 두께 2m의 모래층이 있다. 모래층의 피압수두는 오른쪽 관측공 수위까지 7m이다.

점토층 바닥을 아래에서 밀어 올리는 수압 u = γw×7 = 7t/m²
위에서 누르는 전응력 σ = 1.8×3 + 1.0×h = 5.4 + h

유효응력이 0이 되는 순간 바닥이 부풀어 오르므로 σ ≥ u에서 5.4 + h ≥ 7 → h ≥ 1.6m. 물을 채우지 않으면 5.4t/m² < 7t/m²가 되어 굴착 바닥이 곧바로 파괴된다.

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