전응력과 유효응력과 전단강도

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전응력과 유효응력과 전단강도

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전응력과 유효응력
유효응력의 기본개념
전응력 = 흙 입자가 받는 응력 + 물이 받는 응력
= 유효응력 + 간극수압
유효응력은 토질역학에서 중심을 이루고 있는 강도에 직접 영향을 주는 것으로 말 그대로 유효한 응력이다. 이것은 수압, 즉 간극수압과는 반비례 한다.

간극수압 는 비록 흙 입자 사이에만 존재하는 물이지만 물만 있을 때와 똑같이 “물의 깊이” × “물의 단위중량”만큼 작용 된다.
유효응력 = 전응력 – 간극수압
=
만일 지하수가 흐르는 경우, 즉 투수가 일어나는 경우는 수압도 단순히 가 되지 않으며 유효응력도 따라서 변한다.

흙의 전단강도
흙의 전단강도(by coulumb)
흙은 전단응력(shear stress)을 받아서 전단변형(shear strain)을 일으키거나 활동 면을 따라서 전단파괴(shear failure)를 일으키기도 한다. Coulomb은 흙의 전단강도를 직선 식으로 표현하였다.
(1) 전단강도의 개념 및 표현
① 전단저항 : 흙 속에서 유동하려는 힘이 작용할 때 이것을 정지시키려는 저항력.
② 전단강도 : 전단저항의 한도 , 흙이 전단파괴를 일으킬 때 활동면상의 전단응력의 최 대치
(2) 흙의 전단강도
Mohr-Coulomb에 의하면 전단강도는 일반적으로 흙 입자 사이에 작용하는 점착력(c)과 내부 마찰각(φ)의 두 성분으로 이루어져 있다. 점착력과 마찰각은 토질에 따라 일정한 값 을 가지므로 강도정수라고도 한다.(실험치)
① 흙의 전단 강도 : τ = c +σtanφ
② 공극 수압이 발생할 때 : τ = c +(σ-u)tanφ = c + σ̅ tanφ
τ : 흙의 전단강도(Kg/m2)
c : 점착력(Kg/m2)
σtanφ : 마찰력
σ : (Kg/m2)
: 유효 수직 응력
φ : 흙의 내부 마찰각
(3) 흙의 종류에 따른 전단강도

참고자료

· http://civileng7.tistory.com
· http://www.tomok21.com
· http://blog.naver.com/PostList.nhn?blogId=sdt1215
· http://blog.naver.com/PostList.nhn?blogId=jeywmin
· http://www.ksce.or.kr/kor/