지반 파괴 형태, 총정리! (전반,국부,관입의 정의, 발생조건, 특징, 예측, 해결방안)

 

 

 

 

 

 

 

 

목차

 

지반 파괴 형태

1. 전반 전단 파괴 (General Shear Failure)

2. 국부 전단 파괴 (Local Shear Failure)

3. 관입 전단 파괴 (Punching Shear Failure)

지반 파괴유형 예측 방법

 

 

 

지반 파괴 형태

 

이 그림은 토질 역학에서의 기초 부하와 관련된 미끄럼면(sliding surface)과 플라스틱 토양(plastic soil)의 상호작용을 나타낸 것입니다.

 

여기서 'Footing'은 토양 위에 부하(Q)를 가하는 구조물의 기초를 의미합니다.

 

미끄럼면 아래의 토양은 변형이 일어나기 쉬운 '플라스틱 토양(plastic soil)'이고, 그 위와 양 옆은 변형이 덜 일어나는 '경질토(rigid soil)'입니다.

 

'Pileup of soil'은 기초 주변에서 미끄럼면으로 인해 토양이 압축되어 쌓인 부분을 말합니다. 또한, 미끄럼면의 양쪽 끝에 있는 'Soil wedge (rigid)'는 경질토로 이루어진 쐐기 모양의 토양을 말하며, 기초 하중에 의한 토양의 움직임을 방지하는 역할을 합니다.

 

 

 

1. 전반 전단 파괴 (General Shear Failure)

 

정의: 기초 아래의 지반 전체가 전단적으로 파괴되는 형태

 

발생 조건:

1. 조밀한 모래 (Dense sand)
2. 굳은 점토 (Stiff clay)
3. 압축성이 낮은 지반 (Low compressibility soil)

특징:

1. 기초 아래 지반의 균일한 침하
2. 주변 지반의 솟아오름(히빙 현상)
3. 표면 균열 발생

해결 방안:

• 기초 면적을 넓히거나 기초 형태를 변경하여 지지력을 증가시키기
• 지반 개량을 통해 압축성을 개선하기
• 지하수 배수 시스템을 설치하여 지반 수분 함량을 감소시키기

 

 

 

전반 전단 파괴

 

 

 

 

 

 

 

2. 국부 전단 파괴 (Local Shear Failure)

 

정의: 기초 아래의 일부 지반만이 전단적으로 파괴되는 형태

 

발생 조건:

1. 느슨한 모래 (Loose sand)
2. 연약한 점토 (Soft clay)
3. 압축성이 높은 지반 (High compressibility soil)

특징:

1. 기초 아래 지반의 일부 침하
2. 주변 지반의 솟아오름이나 표면 균열 발생 없음

해결 방안:

• 기초 하중을 감소시키거나 기초 형태를 변경하기
• 지반 개량을 통해 압축성을 개선하기
• 지반 침하를 방지하기 위한 조치를 취하기

 

국부 전단 파괴

 

 

 

 

3. 관입 전단 파괴 (Punching Shear Failure)

 

정의: 기초가 지반을 관입하여 파괴되는 형태

 

발생 조건:

1. 매우 느슨한 모래 (Very loose sand)
2. 연약한 점토 (Very soft clay)
3. 압축성이 매우 높고 전단 강도가 낮은 지반 (Very high compressibility and low shear strength soil)

특징:

1. 기초의 지반 속 침하현상
2. 주변 지반의 솟아오름이나 표면 균열 발생 없음

해결 방안:

• 기초 면적을 넓히거나 기초 형태를 변경하여 지지력을 크게 증가시키기
• 지반 개량을 통해 압축성을 개선하고 전단 강도를 높이기

 

관입 전단 파괴

 

 

 

지반 파괴유형 예측 방법