Terzaghi 압밀(Consolidation) 이론
포화된 점성토 지반에 하중이 작용할 때, 간극수 압력의 소산에 따라 유효응력이 증가하면서 시간에 따라 침하가 발생하는 현상을 설명한 이론
Terzaghi 압밀이론은 포화 점성토 지반에서 하중 작용 시 과잉간극수압의 소산에 따른 유효응력 증가로 시간 의존적인 침하가 발생함을 설명한 이론이다.
다짐(Compaction)과 Terzaghi 압밀의 차이
| 구분 | 다짐(Compaction) | Terzaghi 압밀(Consolidation) |
|---|---|---|
| 대상 토질 | 불포화 사질토, 성토재 | 포화 점성토 |
| 원인 | 기계적 에너지 | 간극수 배수 |
| 시간성 | 즉시 발생 | 시간 의존적 |
| 간극수 이동 | 없음 | 있음 |
| 대표 공법 | 롤러, 래머 | Sand drain, Paper drain, PVD |
Terzaghi 압밀 발생 메커니즘
하중 재하 → 과입간극수압 발생 → 배수 및 간극수압 소산 → 유효응력 증가 및 침하 발생
- 하중 재하
- 성토 또는 구조물 시공
- 총 응력(σ) 증가
- 과잉간극수압 발생
- 점성토는 즉시 배수 불가
- 하중 대부분을 간극수가 부담
- 배수 및 간극수압 소산
- 시간 경과에 따라 간극수 배출
- 과잉간극수압 감소
- 유효응력 증가 및 침하 발생
- 토립자 간 응력 증가
- 체적 감소 → 압밀침하 발생
Terzaghi 유효응력 원리 (핵심 공식)
- σ : 총 응력
- σ′ : 유효응력
- u : 간극수압
침하는 총응력 증가 때문이 아니라, 유효응력 증가로 발생
압밀속도와 배수거리
- 압밀 소요 시간은 배수거리의 제곱에 비례
Terzaghi 압밀이론에 따르면 포화 점성토 지반의 침하는 간극수 배수에 의해 시간에 따라 발생하므로, 배수거리를 단축하는 배수형 지반개량 공법을 적용하여 압밀을 촉진한다.
- Sand drain
- paper drain
- pack drain(PVD)
Terzaghi 압밀이론에 따르면 포화 점성토 지반의 침하는 간극수 배수에 의해 시간에 따라 발생하므로, 배수거리를 단축하는 배수형 지반개량 공법을 적용하여 압밀을 촉진한다.
Terzaghi 압밀이론은 포화 점성토 지반에서 하중 작용 시 과잉간극수압의 소산에 따른 유효응력 증가로 시간 의존적인 침하가 발생함을 설명한 이론이다.