토질역학

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
둘러보기로 가기 검색하러 가기

토질역학(土質力學)은 지반 또는 을 공사재료로 이용하는 측면에서 역학, 수리학, 화학 등의 원리를 응용하여 흙의 역학적 거동을 해석하는 학문이다.[1]

삼상관계[편집]

흙덩이 구조에서 첨자 s는 흙 입자, w는 물, a는 공기를 의미한다. 위와 같은 그림을 삼상도라고 한다.

토질역학에서는 흙이 물, 공기, 흙 입자 세 가지로 이루어져있다고 본다. 이들의 비율에 따라 흙의 역학적 특성이 달라진다. 물과 공기가 차지하는 부분은 '공극' 또는 '간극'이라고도 한다.[2]

공극비[편집]

토질역학에서 간극비 e는 흙 입자의 부피에 대한 간극 즉, 물과 공기의 부피의 비로 정의된다.[3]

공극률[편집]

공극률 n은 흙 전체의 부피 V와 공극만의 부피 Vv로부터, 다음과 같이 정의된다.[4]

포화도[편집]

포화도 S는 물이 차지하는 부피 Vw와 공극의 부피 Vv로부터 다음과 같이 정의된다.[4]

함수비[편집]

함수비 ω는 흙 입자 중량 Ws와 물의 중량 Ww를 이용해 다음과 같이 정의한다.[4]

진비중[편집]

흙의 진비중 Gs는 흙의 입자 단위중량 γs(또는 입자 밀도 ρs)와 4°C 물의 단위중량 γw(또는 물 밀도 ρw)를 이용해 다음과 같이 정의한다. 그냥 비중이라고 하기도 한다.[5]

비중, 함수비, 포화도, 공극비 관계식[편집]

위의 관계식들을 통하여 삼상도에서 Vs = 1이라고 볼 경우, 삼상도의 각 요소들은 다음과 같이 요약할 수 있다.[6]

  • V = 1 + e

단위중량[편집]

흙 시료에 물이 포함되었는가, 수중에 흙 시료가 있는가 등 상황에 따라 단위중량은 여러 가지로 정의된다.

전체단위중량(total unit weight), 또는 습윤단위중량(moist unit density)

공기중에 있는 습윤상태의 흙 시료 단위중량을 전체단위중량 또는 습윤단위중량이라고 한다.[7]

건조단위중량(dry unit weight)

건조되어 물이 없는 경우의 흙 시료 단위중량을 건조단위중량이라고 한다.[7]

포화단위중량(saturated unit weight)

공극이 모두 물로 채워져 있을 때 단위중량을 포화단위중량이라고 한다.[8]

수중단위중량(submerged unit weight)

지하수위 아래에 있는 흙의 단위중량을 수중단위중량이라고 한다. 지하수위 아래에 있는 흙은 부력을 받기 때문에, 포화단위중량보다 가벼워져야 하므로 포화단위중량에서 물의 단위중량을 빼준다.[8]

상대 밀도[편집]

사질토와 관련된 특성으로 상대 밀도()가 있다.[9][10]

 : 최대 공극비,  : 최소 공극비, e : 공극비
 : 최대 건조 단위중량,  : 최소 건조 단위중량,  : 건조 단위중량

각주[편집]

  1. 장병욱 외. 2010, 1쪽.
  2. 장병욱 외. 2010, 25쪽.
  3. 장병욱 외. 2010, 26쪽.
  4. 장병욱 외. 2010, 27쪽.
  5. 장병욱 외. 2010, 28쪽.
  6. 임진근; 정대석; 허경한; 이동현 (2015). 《토목기사 과년도 - 토질 및 기초》. 성안당. 2-16쪽. ISBN 9788931568110. 
  7. 장병욱 외. 2010, 30쪽.
  8. 장병욱 외. 2010, 31쪽.
  9. 임진근 외, <토목기사 과년도 - 토질 및 기초> 2-8쪽, 성안당, 2015
  10. 장병욱 외. 2010, 32-33쪽.

참고 문헌[편집]

  • 장병욱; 전우정; 송창섭; 유찬; 임성훈; 김용성 (2010). 《토질역학》. 구미서관. ISBN 978-89-8225-697-4. 

외부 링크[편집]

  • 위키미디어 공용에 토질역학 관련 미디어 분류가 있습니다.