사면 (토질역학)

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사면(斜面, slope)은 경사면을 뜻한다. 활동하는 토층의 깊이에 따라 유한 사면과 무한 사면으로 나눈다.

분류[편집]

  • 유한 사면(finite slope) : 활동하는 토층 깊이가 사면 높이에 비해 큰 사면
  • 단순 사면 : 사면의 꼭대기나 사면의 끝부분이 평형을 이루는 사면
  • 직립 사면 : 연직으로 절취된 사면
  • 무한 사면(infinite slope) : 활동하는 토층 깊이가 사면 높이에 비해 작은 사면

사면의 안정 해석법[편집]

종류[편집]

  • 질량법 : 사면을 형성하는 흙이 균질한 경우 사용
  • 의 사면 안정 해석(질량법)
  • 마찰원법(friction circle method)
  • 절편법(분할법; slice method) : 사면을 형성하는 흙이 비균질인 경우 사용. 절편의 양쪽에 작용하는 연직방향 합력은 0이라고 가정한다.
  • Fellenius 방법( 해석법)
  • Bishop 방법( 해석법)

절편법(분할법)[편집]

Fellenius 방법( 해석법)[편집]

  • 공극 수압을 고려하지 않는 전응력 해석법이다.
  • Bishop 방법에 비해 계산이 간편하다.
  • 사면의 단기 안정 분석에 적합한 해석법이다.

Bishop 방법( 해석법)[편집]

  • 공극 수압을 고려하는 유효 응력 해석법이다.
  • 계산이 복잡하다.
  • 사면의 장기 안정 분석에 적합한 해석법이다.

직립 사면의 안정[편집]

한계고라 하고, H를 사면고(사면의 높이)라 할 때, 직립사면의 안전율은

무한 사면의 안정[편집]

안전율[편집]

안전율을 라 할 때, 각각의 경우 무한 사면의 안전율은 다음과 같다. S는 전단 강도, 는 전단 응력, c'은 점착력, u는 공극 수압, 은 내부 마찰각, i는 사면의 경사각, z는 활동층의 연직 깊이이다.

  • 전단 강도에 대한 안전율
  • 지표면까지 포화된 경우(일반적인 흙)
  • 지표면까지 포화되고, c'=0인 경우(사질토의 경우)

참고문헌[편집]

  • 임진근 외 (2010). 《토목기사 과년도 - 토질 및 기초》. 성안당.