토목기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2021년05월15일 81번

[토질 및 기초]
흙의 포화단위중량이 20 kN/m3 인 포화점토층을 45°경사로 8m를 굴착하엿다. 흙의 강도정수 Cu = 65 kN/m2, ø = 0° 이다. 그림과 같은 파괴면에 대하여 사면의 안전율은? (단, ABCD의 면적은 70m2 이고 O점에서 ABCD의 무게중심까지의 수직거리는 4.5m 이다.)

  • ① 4.72
  • ② 4.21
  • ③ 2.67
  • ④ 2.36
(정답률: 34%)

문제 해설

먼저, 파괴면의 경사각을 구해야 한다. 파괴면은 45° 경사면과 수직이므로, 파괴면의 경사각은 45°이다.

다음으로, 사면의 안전율을 구하기 위해 각 지지면에서의 안전율을 구해야 한다. 지지면 A에서의 안전율은 다음과 같다.

Fa = γsat * A * (hc + ha) / 2
= 20 * 8 * (4.5 + 2) / 2
= 360 kN

Na = Fa * tan(45° + ø/2)
= 360 * tan(45° + 0°/2)
= 360 kN

Ra = Cu * A
= 65 * 8
= 520 kN

Sa = Ra + Na
= 520 + 360
= 880 kN

안전율은 Sa / Fa = 880 / 360 = 2.44 이다.

지지면 B, C, D에서의 안전율도 같은 방법으로 구할 수 있다. 모든 지지면에서의 안전율 중에서 가장 작은 값은 2.36이므로, 사면의 안전율은 2.36이다.

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