흙 입자 사이의 마찰 저항을 각도로 나타낸 값으로, 점착력과 함께 흙의 전단강도를 정하는 강도정수입니다.
01정의
내부마찰각은 흙 입자끼리 맞물리고 미끄러질 때 생기는 마찰 저항을 각도로 나타낸 값으로, 전단강도(흙이 밀려 무너지지 않고 버티는 힘)를 정하는 요소이다
03쉬운 해석
무거운 상자를 바닥에서 밀 때, 위에서 누르는 무게가 클수록 밀기 힘들어집니다. 흙 속 입자들도 위에서 눌리는 힘이 커질수록 서로 미끄러지기 어려워지는데, 이 저항이 커지는 정도를 각도로 나타낸 것이 내부마찰각입니다. 이 값은 지지력, 토압, 사면 안정 계산에 직접 들어가므로, 보고서의 값이 어떤 시험이나 추정 방법으로 정해졌는지 확인하는 것이 설계 검토의 출발점이 됩니다.
비유는 이해를 돕기 위한 설명이며 설계 기준은 아닙니다
04도해
05예시
- 가상의 적용 예 — 모래층 위 얕은기초 지지력 검토
조사 보고서에 모래층의 내부마찰각이 N치 상관식으로만 추정되어 있다면, 지지력 계산 전에 어떤 식을 썼는지와 지하수위 조건을 먼저 확인합니다. 계산 결과가 이 값에 크게 좌우되면 추가 시험을 검토합니다.
- 가상의 적용 예 — 점토층이 두꺼운 굴착의 토압 산정
굴착 범위에 점토층이 두껍다면 단기 조건은 비배수 강도로, 장기 조건은 유효응력 기준 강도정수(점착력·내부마찰각)로 나누어 검토하는지 확인합니다. 시험의 배수 조건과 검토 조건이 서로 맞는지도 함께 봅니다.
AI 로 작성하고 기술팀이 검토한 가상의 적용 예입니다. 실제 시공 실적은 시공실적 페이지에서 확인하세요.
06자주 묻는 질문
Q내부마찰각은 어떻게 구하나요?
실내에서는 직접전단시험이나 삼축압축시험으로 구하는 것이 일반적입니다. 시료 채취가 어려운 모래층 등에서는 표준관입시험의 N치나 콘관입시험 결과로부터 상관식을 써서 추정하기도 합니다. 어떤 방법을 쓸지는 지반 종류와 조사 계획에 따라 다릅니다.
Q점토에도 내부마찰각이 있나요?
점토도 유효응력 기준으로 보면 내부마찰각을 가집니다. 다만 시공 직후처럼 물이 빠져나가기 어려운 단기 조건에서는 내부마찰각을 따로 고려하지 않고 비배수 전단강도로 검토하는 경우가 있습니다. 어떤 조건으로 볼지는 하중 속도와 배수 조건에 따라 달라집니다.
QN치로 추정한 내부마찰각을 그대로 설계에 써도 되나요?
상관식은 경험식이라 식마다 결과가 다르고 흙의 입도나 지하수 조건에 따라 오차가 생길 수 있습니다. 설계 결과가 이 값에 민감하다면 다른 시험 결과와 비교하거나 추가 시험을 검토하는 것이 좋습니다. 적용 여부는 해당 건설기준과 조사 결과를 함께 보고 판단합니다.
Q같은 지층인데 보고서마다 값이 다른 이유는 무엇인가요?
시료의 다짐 상태(밀도), 함수 상태, 시험 방법과 배수 조건이 다르면 같은 흙이라도 값이 달라질 수 있습니다. 또 시험값인지 추정값인지, 대표값을 어떻게 정했는지도 차이를 만듭니다. 값의 근거와 조건을 함께 비교해 보아야 합니다.