안식각과 내부마찰각

1. 안식각(Angle of reponse)

1) 모래와 자갈과 같이 점착력이 없는 흙의 사면이 안정을 유지할수 있는 최대경사각으로 사면안전율로 표현하면 안전율이 S.F = 1에 해당됨.

2) 실험적으로 모래를 조금씩 뿌려서 사면을 만들고 그 각도를 재어 구할수 있음.

3) 느슨하고 건조한 모래는 내부마찰각과 안식각이 거의 같으나 모래가 다져지거나 수분이 조금있어 겉보기 점착력이 있는 경우 돌쌓기와 같이 사면길이에 비해 입경이 매우 큰 경우는 안식각보다 급한 경사로 안정한 사면을 유지할수 있음.

4) 안식각 크기는 실트→모래→모래, 자갈혼합토의 순이며 대략 25～35°정도임.


2. 내부마찰각(Angle of internal Friction)

1) 흙 속에 작용하는 수직응력과 전단저항의 관계를 표시하는 직선과 횡축이 이루는 각(φ), 즉 흙의 전단강도 성분 중 흙입자의 내부마찰에 기인하는 마찰저항은 전단면에 작용하는 수직응력에 비례하는데 이 비례정수를 tanφ로 할 때, 각도 φ를 내부마찰각이라고 한다.  Coulomb 은 흙의 전단시험을 하여 접착제와 같이 흙을 결합시키는 성분과 응력과 관계있는 성분 즉, 흙입자 사이에 작용하는 마찰성분의 합으로 됨. 이를 식으로 표현하면

                τ = c + σ tan φ

           여기서, τ : 전단강도
                    c : 점착력 (Cohession)
                   σ : 수직응력
                   φ : 전단저항각(Angle of shearing resistance)
                C, φ : 강도정수 (Strength Parameter)

2) c, φ값은 흙에 따라 고유한 값이 아니고 전단방법과 배수조건에 따라 크기가 달라지므로 최근에는 내부마찰각을 전단저항각이라 부르는 경우가 많음.

3) 내부마찰각에 미치는 영향인자는 상대밀도, 입자크기, 입자형상과 입도분포, 물, 중간주응력, 구속압력 임.