토목기사 실기 빈출 16 | 옹벽의 외적 안정 검토
옹벽의 활동·전도·합력 편심·저면지압을 하나의 외적 안정 절차로 검토하는 계산이다.
문제
무엇을 답해야 하나요?
폭 B=4.0 m인 옹벽 저판의 앞굽 끝(toe)을 기준으로 수직하중 W_1=240 kN이 x_1=1.50 m, W_2=160 kN이 x_2=3.00 m에서 작용한다. 주동토압 합력 P_a=90 kN은 저판 위 1.20 m에서 수평 작용한다. 저면마찰계수 μ=0.55, 수동저항은 무시한다. ① 활동·전도 안전율, ② 저판 중앙 편심 e, ③ q_max·q_min을 구하고 기준 FS_s≥1.5, FS_o≥2.0, q_max≤200 kPa, q_min≥0으로 판정하시오.
toe 기준 모멘트와 저판 중앙 기준 편심을 혼동하지 않고 모든 안정 항목을 각각 판정하는지 확인한다.
시험장 답안
먼저 채점답안을 완성하세요
- 수직력과 toe 기준 저항·전도모멘트를 먼저 표로 정리한다.
- 합력 위치와 중앙 편심을 구해 저면지압까지 계산한 뒤 네 기준을 모두 판정한다.
상세 풀이
답이 만들어지는 순서
활동
저면마찰 μW를 수평 주동토압으로 나눈다.
FS_s=0.55×400/90확정: FS_s=2.44
전도
toe 기준 저항모멘트와 전도모멘트를 계산한다.
M_R=840, M_O=108; FS_o=840/108확정: FS_o=7.78
합력과 편심
순모멘트를 총수직력으로 나눠 toe에서의 합력 위치를 구한다.
x=(840-108)/400=1.83; e=2.00-1.83확정: e=0.17 m
저면지압과 판정
평균지압 100 kPa에 선형분포식을 적용한다.
q=100(1±6×0.17/4)확정: q_max=125.5, q_min=74.5 kPa; 모두 만족
채점 핵심
이 표현은 답안에 남기세요
- 활동 안전율 FS_s=2.44
- 마찰저항과 수평하중의 비이다.
- 전도 안전율 FS_o=7.78
- toe 기준 저항·전도모멘트의 비이다.
- 편심 e=0.17 m
- 저판 중앙에서 합력의 이격량이다.
- q_max=125.5 kPa·q_min=74.5 kPa — 모두 만족
- 인장 발생과 최대지압을 함께 확인한다.
감점 방지
자주 틀리는 지점
FS_o는 저항모멘트/전도모멘트이다.
합력이 toe 쪽으로 이동했으므로 toe 측 지압이 최대임을 그림으로 확인한다.
변형 대비
문제가 바뀌어도 적용하는 기준
수압이나 상재하중이 추가되면 수평합력·작용점과 수직하중 모멘트를 각각 갱신한다.
밀림, 넘어짐, 합력 위치, 바닥 압력 순으로 검토한다.
근거와 주의
자료의 성격을 확인하세요
빈출 개념의 직접 링크 계보가 확인되었다. 본 학습문제의 문장·조건·수치·도식은 그 계보를 복제하지 않고 독립 구성했으며, 실제 기출 원문이나 공식 답안으로 간주하지 않는다.
현행 기준 주의: 영구·가설, 수동저항 인정 여부, 배수·수압, 상재·지진, 저면마찰·점착, 기초지반 지지력, 편심과 저면 인장 발생을 구분한다. 문제의 안전율 기준을 현행값으로 조용히 교체하지 않는다.