토목기사 실기 · 33/50 · 실기형
토목기사 실기 빈출 33 | 압밀도·압밀시간 및 배수거리
시간계수와 압밀계수로 양면·일면배수 소요시간을 비교하고 간극수압 소산으로 압밀도를 계산하는 문제다.
문제
무엇을 답해야 하나요?
두께 5.0 m인 포화점토층의 압밀계수 Cv는 2.40×10^-7 m²/s이고 평균압밀도 90%에 대한 시간계수 Tv는 0.848이다. (1) 상·하 양면배수일 때 90% 압밀 소요일수, (2) 같은 층이 상부 일면배수로 바뀔 때 소요일수와 양면배수 대비 배율, (3) 간극수압계 수두가 10.0 m에서 2.5 m로 감소했을 때 평균압밀도를 구하시오.
출제 의도 보기
층 두께가 아니라 최대배수거리 Hdr를 선택하고 시간의 제곱비 및 간극수압 잔류비를 이해하는지 확인한다.
시험장 답안
먼저 채점답안을 완성하세요
- 배수조건을 먼저 보고 Hdr를 H/2 또는 H로 정한다.
- t=Tv·Hdr²/Cv로 초 단위 시간을 계산한 뒤 일로 환산한다.
- 간극수압 수두는 초기 대비 잔류비를 빼서 압밀도로 바꾼다.
상세 풀이
답이 만들어지는 순서
양면배수 거리
상·하부가 모두 배수되므로 가장 먼 점은 층 중앙이다.
Hdr=H/2=5.0/2확정: Hdr=2.5 m
양면배수 시간
시간계수 0.848과 Cv의 m²/s 단위를 그대로 맞춘다.
t=0.848×2.5²/(2.40×10^-7)=22,083,333 s확정: t=255.59일
일면배수 시간
Hdr가 5.0 m로 두 배가 되므로 시간은 네 배다.
t=0.848×5.0²/(2.40×10^-7)=88,333,333 s확정: t=1,022.38일=양면배수의 4배
수두 소산 압밀도
잔류 과잉간극수압비는 최종 수두/초기 수두다.
U=1-2.5/10.0확정: U=0.75=75%
채점 핵심
이 표현은 답안에 남기세요
- 양면배수 Hdr=2.5 m
- 배수조건 판정의 핵심이다.
- 양면배수 255.59일
- 양면배수의 90% 압밀 소요시간이다.
- 일면배수 Hdr=5.0 m
- 층 전체가 최대배수거리임을 나타낸다.
- 일면배수 1,022.38일·4배
- 시간이 배수거리 제곱에 비례함을 검산한다.
- 압밀도 75%
- 간극수압 소산 요구의 최종값이다.
감점 방지
자주 틀리는 지점
양면배수의 최대배수거리는 층 두께의 절반이다.
시간은 Hdr²에 비례하므로 네 배다.
압밀도는 1-잔류비이므로 75%다.
변형 대비·자료 근거 보기
변형 대비
문제가 바뀌어도 적용하는 기준
Cv가 cm²/s로 주어지면 길이 단위를 cm로 맞추거나 Cv를 m²/s로 먼저 변환한다. U에 해당하는 Tv가 달라지면 시간도 같은 비율로 바뀐다.
배수거리 결정 → 제곱 → 시간환산, 압밀도는 1-잔류비다.
근거와 주의
자료의 성격을 확인하세요
2017~2026의 4개 서로 다른 회차와 2015년 1회의 보충 계보를 확인했다. 압밀침하량 빈출과 겹치지 않도록 시간·압밀도 요구만 분리했다.
현행 기준 주의: 일면·양면배수의 최대배수거리를 먼저 결정하고 초·일 환산을 끝까지 유지한다. 압밀시간식과 최종침하량식을 섞지 않는다.