전단 응력: 두 판 사이의 차이
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== 토질역학에서의 전단 강도 ==
흙이 [[전단 (물리)|전단]] 응력을 받아 현저한 [[전단 (물리)|전단]] 변형을 일으키거나 명확한 [[전단 (물리)|전단]] 활동을 일으킨다면 이것을 '흙이 [[전단 (물리)|전단]] 파괴되었다'고 하며 이때의 활동면 상의 [[전단 (물리)|전단]] 응력을 [[전단 (물리)|전단]] 강도(shear strength)라고 한다.{{Sfn|장병욱|전우정|송창섭 |유찬 |2010 |p=175}} Mohr-Coulomb의 이론에 따르면 전단강도는 흙 입자 사이에 작용하는 점착력(c)과 마찰에 의해서 결정된다. 흙의 전단 강도 식은 다음과 같다.
:<math>\tau=c+\sigma tan\phi</math><br>
여기서 <math>\sigma</math>는 전응력을 나타낸다. 만약 공극 수압이 발생한다면, 위 식에서 전응력이 아닌 유효응력을 대입하여 계산해야 한다. 즉,<br>
:<math>\tau=c+\bar{\sigma} tan\phi</math><br>
[[지반#유효응력과 공극수압|유효응력]]이란 전응력에서 [[지반#유효응력과 공극수압|공극 수압]]을 뺀 것과 같다(<math>\bar{\sigma}=\sigma-u</math>)
[[File:BW-SG-Coulomb1.png|right|thumb|300px|Mohr-Coulomb의 파괴 규준]]
σ와 τ에 따른 파괴 포락선(failure envelope)은 실제로 곡선이지만, 계산의 편의 상 직선으로 보고 사용하며, 이를 '''모어―쿨롱의 파괴규준'''(Mohr―Coulomb failure criteria)이라고 한다. 파괴 규준 선 이하에 σ, τ가 위치하면 아직 전단파괴가 일어나지 않은 것이고, 파괴 규준 선에 점이 위치하면 전단파괴가 일어난 것을 의미한다.{{Sfn|장병욱|전우정|송창섭 |유찬 |2010 |p=177-178}}
; 전단강도에 영향을 주는 현장 요인들{{Sfn|장병욱|전우정|송창섭 |유찬 |2010 |p=176}}
* [[공극비]], [[입도분포 곡선|입도]], 흙 입자 형상
* [[함수비]]
* 하중 재하 속도. 급속 하중 재하는 [[과잉간극수압]]을 발생시킴
* 강도의 [[비등방성]]: 연직방향과 수평방향의 강도가 다를 수 있음.
; 전단강도에 영향을 주는 실내 실험 요인들{{Sfn|장병욱|전우정|송창섭 |유찬 |2010 |p=177}}
* [[과잉간극수압]] 발생 여부
* 시료 [[지반 조사#교란 시료 채취|교란]] 여부
* [[함수비]]
=== Mohr의 응력원 ===
[[파일:미소 요소의 전단응력.jpg|thumb]]
지표면에서 z 거리만큼 아래에 있는 흙의 미소 단위에 대해 생각해보자. 이 미소 요소에 수직으로 작용하는 응력을 <math>\sigma_1</math>이라 하고, 수평으로 작용하는 응력을 <math>\sigma_3</math>라 할 때, 미소 요소내의 임의 경사면 상에서의 수직 응력과 전단 응력을 구할 수 있다. <math>\sigma_1>\sigma_3</math>라고 가정한다면, <math>\sigma_1</math>이 작용하는 면을 최대 주응력면이라고 하고, <math>\sigma_3</math>가 작용하는 면을 최소 주응력면이라고 한다. 이때 <math>\theta</math>는 최대 주응력면과 응력을 구하려는 면이 이루는 각이다. 해당 경사면에 작용하는 수직 응력과 전단 응력은 다음과 같다.
:<math>\sigma=\frac{\sigma_1+\sigma_3}{2}+\frac{\sigma_1-\sigma_3}{2}cos 2\theta</math><br>
:<math>\tau=\frac{\sigma_1-\sigma_3}{2}sin 2\theta</math>
== 참고 문헌 ==
* 성안당 출판사, <토목기사 과년도 시리즈 - 토질 및 기초>, 2015
* {{서적 인용 |저자1=장병욱 |저자2=전우정 |저자3=송창섭 |저자4=유찬 |저자5=임성훈 |저자6=김용성 |날짜=2010 |제목=토질역학 |출판사=구미서관 |isbn=978-89-8225-697-4 |ref=harv}}
{{토막글|공학}}
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