한계 간극비(Critical void ratio)

[최현기]

한계 간극비(Critical void ratio)

	-, 조밀한 모래의 전단시 어느 변위까지는 간극비가 감소하여 체적이 감소하다가, 전단이 계속 진행됨에 따라 간극비가 점점 증가하여 어느 일정한 한계에 가서는 간극비가 일정해지고 체적도 증감이 없게된다. -, 느슨한 모래의 전단시는 변위가 진행됨에 따라 간극비가 감소하여 체적이 감소하다가 어느 한계에가서는 일정한 간극비로 수렴하여 체적의 증감없이 (dilatancy=0)될 때의 간극비를 한계간극비 (critical void ratio)라 하며, 이때의 밀도를 한계밀도(critical damsity)라 한다. -, 일단 한계 간극비에 도달하면 흙은 일정한 강도, 일정한 체적을 가진 마찰유체(friction fruid)와 같은 거동을 하며, 한계간극비는 입자의 형상, 입도, 유효수직응력에 관계가 있으며, 초기의 조밀한 정도와는 관계가 없다. -, 한계간극비의 크기는 구속응력의 크기의 함수로서 구속응력이 크면 감소한다. 비배수시험의 경우 간극비가 한계간극비보다 크면 양의 간극수압이, 작으면 음의 간극수압이 발생한다.

 

모래의 경우 전단시의 체적 변화에서 변형률-간극비(e)의 곡선을 그려보면,

촘촘한 모래의 간극비는 처음에 약간 간소하다가 전단이 진행됨에 따라 점차 증가하나, 느슨한 모래의 간극비는 점차로 감소한다. 촘촘한 흙과 느슨한 흙의전단변위에 대한 간극비의 변화곡선에서 변위가 상당히 커지면, 두 곡선은 어떤 일정한 간극비로 수렴하며 체적의 변화가 생기지 않는데 이 간극비를 한계 간극비(critical void ratio)라고 한다. 자연 상태에 있는 흙의 간극비가 한계 간극비보다 크냐 작으냐 하는 것은 흙의 전단강도에 큰 영향을 미친다.