[논문]콘크리트궤도 하부 조립지반재료의 장기압축침하에 관한 연구

이성진; 이일화; 이진욱; 이준석

doi:10.7843/kgs.2009.25.8.95

문제 정의

평가하였다. 또한 실제 현장 조건에서의 장기간 동안 발생되는 장기침하경향을 평가하기 위해 사하중을 장기간 재하할 수 있는 실험을 수행하였다 장기압축 침하시험에서도 장기간 동안 침하에 미치는 영향요소로서 반복적 Wetting, 재료입도, 다짐함수비, 다짐 밀도 및 온도 조건 등의 영향 정도를 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 본 연구에서의 침하평가는 1차원적 압축 침하를 대상으로 하였다.
본 연구에서는 국내 대규모 성토현장에서 사용되고 있는 암성토 재료를 대상으로 하중 조건과 Wetting 조건 (입자종류, 수직응력, Wetting 정도, 반복적 하중증가 및 Wetting 등)에 따른 Wetting Collapse 실험을 수행하여 함수비 상승에 따른 재료 입자 붕괴와 재배열에 따른 침하 경향을 평가하였다. 또한 실제 현장 조건에서의 장기간 동안 발생되는 장기침하경향을 평가하기 위해 사하중을 장기간 재하할 수 있는 실험을 수행하였다 장기압축 침하시험에서도 장기간 동안 침하에 미치는 영향요소로서 반복적 Wetting, 재료입도, 다짐함수비, 다짐 밀도 및 온도 조건 등의 영향 정도를 평가하기 위한 실험을 수행하였다.
본 연구에서는 암석과 흙이 혼합된 재료가 성토재료로 활용될 경우, 장기적인 압축침하거동을 평가하고 이를 예측할 수 있는 기초 연구를 수행하였다. 영향 인자로는 주로 Wetting에 의한 침하가 미치는 영향을 중점적으로 검토하였으며 결론은 다음과 같다.
입경이 약 120-130mm 이하의 골재를 대상으로 한 본 실험에서는 직경 60cm, 높이 60cm의 오이도미터셀을 사용하였다. 실험 대상의 조건에 따라 하중에 따른 침하가 완료된 후 살수장치를 통해 물을 침투시켜 시료를 포화시킴으로써 물의 침투(혹은 포화)가 재료의 변형에 미치는 영향(Wetting Collapse)을 관찰하고자 하였다. 포화로 인한 영향 검토 후에도 마지막 하중단계까지 하중에 의한 영향을 검토하여 침수 유무에 따른 각 하중 단계에서의 재료 압축성을 파악하였다.
이 실험에서의 주된 관심사는 성토 후 Wetting Collapse 에 의한 암성토체의 압축침하에 관한 내용이다. 이러한 Wetting Collapse를 발생시키는 요인으로는 강우 시 침투에 의해 부분포화상태에서 함수비가 증가하거나 완전 포화상태에 이르는 경우와 지하수위가 상승하여 완전 침수 포화되는 경우가 포함된다.
이러한 Wetting Collapse를 발생시키는 요인으로는 강우 시 침투에 의해 부분포화상태에서 함수비가 증가하거나 완전 포화상태에 이르는 경우와 지하수위가 상승하여 완전 침수 포화되는 경우가 포함된다. 함수비 증가에 따른암성토체 압축침하의 영향인자로는 실험 재료, 다짐 함수비, Wetting 조건, 응력 수준 등이 있을 것이며, Wetting Collapse에 대한 정량적인 예측을 위해서는 이러한 영향 인자들에 대한 다양한 조합의 연구가 필요할 것이지만 본 실험에서는 이에 대한 발생정도를 파악하고 그 대책을 검토할 수 있는 기초연구자료로 활용하는 것을 목적으로 하였다. 즉 앞서 언급한 바와 같이 경암, 보통암, 연 암으로 분류되는 암석이 주재료인 시료들(HRWS, MRWS, SRWS)과 화강풍화토(WS)를 대상으로 암종 및 입도 분포에 따른 압축특성, Wetting이 이루어지는 응력 수준에 따른 압축특성, 그리고 전체적으로 암석재료를 활용한 성토 체에서 발생될 수 있는 함수비증가에 따른 압축 침하 변형률의 범위를 파악해보았으며, 이에 대한 실험 결과는 그림 4 및 표 2와 같다.

제안 방법

0(kN/m3)로 조성하여 각각 직경 600mm와 1000mm에서 실험을 수행하였다(SRWS-I, SRWS-II). SRWS-I, SRSW-II 실험의 경우 앞에서 소개된 SRWS 재료보다 작은 밀도로 조성된 것이 다르며 표 3과 같이 수직응력을 증가시키면서 단계별로 함수비 증가를 유도하는 Wetting이 반복적으로 가해지는 순서로 실험이 진행되었다(표 3). SRWS-I와 SRWS-Ⅱ는 같은 재료에 같은 밀도를 가졌으며, 직경을 달리한 시료이다.
따라서 본 연구의 실험에서도 재료에 따른 상대밀도 실험을 위해 다짐몰드에 기건상태의 시료를 투입한 후 소정의 다짐층수와 다짐횟수를 변화시키면서 밀도를 측정하여 최소/최대건조밀도를 얻었다(이성진 등, 2008). 각 시료의 최대건조밀도는 20.6(kN/m3) ~ 21.3(kN/m3)이었으며 1차 대형오이도미터 실험에서는 재료 최대건조밀도의 95% 수준으로 20.0(kN/m3)을 선정하여 재료별로 일관된 밀도로 실험을 수행하였으며, 추가적으로 밀도 변화에 따른 경향 평가를 위한 실험도 수행하였다.
0(kN//m3)의 SRWS와 비교했을 때 재료와 입도는 같으나 밀도가 작게 조성된 시료이다. 두 시료에서는 Wetting에 의한 침하에 미치는 밀도의 영향을 비교하기 위해 같은 수직응력인 b = 200戻孔) 에서 물을 충분히 주입했을 때 즉 완전히 침수시켰을 때의 침하량을 비교하였다(그림 7). 결과는 표 2, 표 4에서 볼 수 있듯이 17.
또한 조립재료로 이루어진 성토체의 장기적인 침하특성 및 경향을 보다 현실적인 조건을 반영한 실험으로 검토하고 이에 대한 장기적 잔류침하량 예측이 필요할 것으로 판단되었다. 따라서 대형오이도미터 실험에서 확인할 수 없었던 장기간 동안의 압축침하거동에서 다짐함수비 조건과 반복되는 수침과 건조 과정에서의 Wetting Collapse 발생량과 그 경향에 대한 검토를 위해 장기 침하실험 장비를 제작하여 실험을 수행하였다. 일정한 하중을 장기간재하하기 위해서는 유압장비의 장시간 가동이 어렵기 때문에 그림 9와 같은 사하중을 이용한 재하방식을 채택하였다.
국내 고속철도 설계기준에 의하면 다짐도의 품질기준으로 상부노반은 최대건조밀도의 95% 이상 하부노반은 최대건조밀도의 90% 이상으로 제시되어 있다(고속철도설계기준, 2005). 따라서 본 연구의 실험에서도 재료에 따른 상대밀도 실험을 위해 다짐몰드에 기건상태의 시료를 투입한 후 소정의 다짐층수와 다짐횟수를 변화시키면서 밀도를 측정하여 최소/최대건조밀도를 얻었다(이성진 등, 2008). 각 시료의 최대건조밀도는 20.
본 실험에서는 앞선 실험에서 사용하였던 SRWS시료에 대해 다짐밀도를 17.0(kN/m3)로 조성하여 각각 직경 600mm와 1000mm에서 실험을 수행하였다(SRWS-I, SRWS-II). SRWS-I, SRSW-II 실험의 경우 앞에서 소개된 SRWS 재료보다 작은 밀도로 조성된 것이 다르며 표 3과 같이 수직응력을 증가시키면서 단계별로 함수비 증가를 유도하는 Wetting이 반복적으로 가해지는 순서로 실험이 진행되었다(표 3).
일정한 하중을 장기간재하하기 위해서는 유압장비의 장시간 가동이 어렵기 때문에 그림 9와 같은 사하중을 이용한 재하방식을 채택하였다. 본 연구에서는 실험 재료에 일정 사하중(Dead Load)을 가하고 재하판 하부 급수라인을 통해 시료 상부로의 급수와 오이도미 터 하부 배수라인을 만들어 배수와 비배수 상태롤 제어할 수 있는 장비를 구성하였다. 또한 앞선 대형 오이도미터와 유사한 시료조건의 실험을 위해 내경 48cm, 높이 50cm로 제작하였다.
이 실험에서는 재료가 하중 단계별로 안정화된 다음 물을 공급하고 하부 배수라인에서 물이 배출되기 시작하면 배수라인을 막고 완전 수침상태로 Wetting에 의한 침하를 검토하였다. 즉 본 실험 결과는 완전 수침 상태의 최종 포화 시의 Wetting Collapse 양을 평가한 결과로 실제 현장에서는 하부노반의 지하수위 상승 등의 조건에서 발생될 수 있는 극한 상태의 결과일 수 있다.
장기적인 재료 압축침하의 영향 인자 중 본 실험에서는 먼저 재료의 다짐함수비와 세립분의 함유율에 따른 장기압축 침하 거동을 중점적으로 평가하였다. 재료는 앞선 실험의 SRWS시료를 대상으로 하였으며, 시료의 조건은 표 5와 같다.
함수비 증가에 따른암성토체 압축침하의 영향인자로는 실험 재료, 다짐 함수비, Wetting 조건, 응력 수준 등이 있을 것이며, Wetting Collapse에 대한 정량적인 예측을 위해서는 이러한 영향 인자들에 대한 다양한 조합의 연구가 필요할 것이지만 본 실험에서는 이에 대한 발생정도를 파악하고 그 대책을 검토할 수 있는 기초연구자료로 활용하는 것을 목적으로 하였다. 즉 앞서 언급한 바와 같이 경암, 보통암, 연 암으로 분류되는 암석이 주재료인 시료들(HRWS, MRWS, SRWS)과 화강풍화토(WS)를 대상으로 암종 및 입도 분포에 따른 압축특성, Wetting이 이루어지는 응력 수준에 따른 압축특성, 그리고 전체적으로 암석재료를 활용한 성토 체에서 발생될 수 있는 함수비증가에 따른 압축 침하 변형률의 범위를 파악해보았으며, 이에 대한 실험 결과는 그림 4 및 표 2와 같다.
SRWS-I와 SRWS-Ⅱ는 같은 재료에 같은 밀도를 가졌으며, 직경을 달리한 시료이다. 특히 SRWS-Ⅱ의 경우에는 단계별로 성토 하중의 증가와 부분적 인 Wetting이 반복되는 현상을 모사하는 실험을 수행하였다. 결과는 표 4, 그림 7, 그림 8과 같다.
실험 대상의 조건에 따라 하중에 따른 침하가 완료된 후 살수장치를 통해 물을 침투시켜 시료를 포화시킴으로써 물의 침투(혹은 포화)가 재료의 변형에 미치는 영향(Wetting Collapse)을 관찰하고자 하였다. 포화로 인한 영향 검토 후에도 마지막 하중단계까지 하중에 의한 영향을 검토하여 침수 유무에 따른 각 하중 단계에서의 재료 압축성을 파악하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 실험 재료에 일정 사하중(Dead Load)을 가하고 재하판 하부 급수라인을 통해 시료 상부로의 급수와 오이도미 터 하부 배수라인을 만들어 배수와 비배수 상태롤 제어할 수 있는 장비를 구성하였다. 또한 앞선 대형 오이도미터와 유사한 시료조건의 실험을 위해 내경 48cm, 높이 50cm로 제작하였다.
본 실험에 사용된 재료는 암석 종류와 암석재료의 유무에 따라 4개의 성토현장에서 실제 사용되고 있는 암석 및 흙을 활용하여 실험을 수행하였다. 실험 재료들은 현장에서 각각 경암(Hard Rock-Weahterd Soil Mixture,HRWS), 보통암(Medium Rock-Weathered Soil Mixture, MRWS), 연암(Soft Rock-Weathered Soil Mixture, SRWS), 풍화토(Weathered Soil, WS)로 분류되어 시공되고 있는 재료들로써 그림 3과 같은 입도를 나타내고 있었다.
본 실험에는 한국철도기술연구원에 구축된 대형오이도 미터를 활용하였다. 오이도미터 셀은 직경 600mm, 1000mm 두 종류로서 각각 입자 최대직경 100mm와 150mm 내외의 암성토재료까지 실험이 가능한 장비이다.
또한 실제 현장 조건에서의 장기간 동안 발생되는 장기침하경향을 평가하기 위해 사하중을 장기간 재하할 수 있는 실험을 수행하였다 장기압축 침하시험에서도 장기간 동안 침하에 미치는 영향요소로서 반복적 Wetting, 재료입도, 다짐함수비, 다짐 밀도 및 온도 조건 등의 영향 정도를 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 본 연구에서의 침하평가는 1차원적 압축 침하를 대상으로 하였다.
및 흙을 활용하여 실험을 수행하였다. 실험 재료들은 현장에서 각각 경암(Hard Rock-Weahterd Soil Mixture,HRWS), 보통암(Medium Rock-Weathered Soil Mixture, MRWS), 연암(Soft Rock-Weathered Soil Mixture, SRWS), 풍화토(Weathered Soil, WS)로 분류되어 시공되고 있는 재료들로써 그림 3과 같은 입도를 나타내고 있었다. 국내 고속철도 설계기준에 의하면 다짐도의 품질기준으로 상부노반은 최대건조밀도의 95% 이상 하부노반은 최대건조밀도의 90% 이상으로 제시되어 있다(고속철도설계기준, 2005).
간략히 실험 내용과 결과를 요약하면 다음과 같다. 입경이 약 120-130mm 이하의 골재를 대상으로 한 본 실험에서는 직경 60cm, 높이 60cm의 오이도미터셀을 사용하였다. 실험 대상의 조건에 따라 하중에 따른 침하가 완료된 후 살수장치를 통해 물을 침투시켜 시료를 포화시킴으로써 물의 침투(혹은 포화)가 재료의 변형에 미치는 영향(Wetting Collapse)을 관찰하고자 하였다.
중점적으로 평가하였다. 재료는 앞선 실험의 SRWS시료를 대상으로 하였으며, 시료의 조건은 표 5와 같다.

성능/효과

(1) 고속철도 콘크리트궤도 하부 토공구간에서는 성토 체 아래의 원지반과 성토체 자체압축침하량을 합한 허용 잔류침하량이 30mm임을 고려했을 때 Wetting 에 의해서 성토조건에 따라서는 허용 잔류침하량을 넘는 압축침하가 발생할 수 있음을 확인할 수 있었다. 보다 정량적인 침하량 예측을 위해서는 재료별로 대상 하중조건을 고려한 실험이 추가적으로 수행되어 판단할 필요가 있을 것이다.
(2) 같은 재료에서 동일한 입도로 밀도가 다른 시료의 실험에서는 밀도가 작은 경우에 Wetting에 의한 침하가 크게 발생되는 것을 확인할 수 있었다.
(6) 반면 같은 다짐함수비 조건에서도 세립분이 없이 조성된 재료가 즉시 침하, Wetting에 의한 침하에서 모두 상대적으로 적은 침하경향을 보였다.
(7) 동결 융해가 반복되는 경우 입자파쇄의 가속화로 압축 침하가 지속적으로 발생되고 있는 것을 확인할 수 있었다.
두 시료에서는 Wetting에 의한 침하에 미치는 밀도의 영향을 비교하기 위해 같은 수직응력인 b = 200戻孔) 에서 물을 충분히 주입했을 때 즉 완전히 침수시켰을 때의 침하량을 비교하였다(그림 7). 결과는 표 2, 표 4에서 볼 수 있듯이 17.0(kN/m3)°] 시료인 SRWS-I가 2.33(%)의 수직변형률로써 20.0(kN〃m3)의 밀도로 조성되었던 SRWS 의 0.25(%)의 수직변형률에 비해 약 10배의 변형률을 나타내고 있다. 여기에는 밀도가 작은 시료가 같은 응력수준에서 안정화된 이후에도 입자간의 부서짐이 발생될 수 있는 접촉점이 상대적으로 많고 입자의 회전과 이동이 발생될 수 있는 절대적인 공극이 많았던 데에서 기인할 수 있을 것으로 판단된다.
유사하였다(그림 10). 그러나 SRWS-D시료의 초기 하중에 의한 직접침하량이 전체 침하량의 약 33%, SRWS-W 시료는 약 68%에 이르는 결과를 보였다. 실험 중에 강우 침투나 지하수위 상승을 모사하기 위해 실시한 Wetting 조건에서는 SRWS-D 시료의 경우 1st Wetting과 2nd Wetting단계에서 급격한 침하를 발생시키는 결과를 보이며, 시간의 흐름에 따라 일정한 침하량에 수렴하였으나, SRWS-W시료의 경우 Wetting 조건에서 급격한 압축 침하의 경향을 보이지 않는 것으로 나타났다.
대형오이도미터를 이용한 실험은 암석과 흙의 혼합재료들에 대해 하중 증분에 대한 침하특성과 Wetting 시의 일차원 압축침하특성을 검토하였으며, 이를 통해 함수비 증가로 발생할 수 있는 침하량이 고속철도의 콘크리트 궤도 하부 성토재료에서는 상대적으로 큰 침하가 발생할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 조립재료로 이루어진 성토체의 장기적인 침하특성 및 경향을 보다 현실적인 조건을 반영한 실험으로 검토하고 이에 대한 장기적 잔류침하량 예측이 필요할 것으로 판단되었다.
두 번째로 SRWS-D시료와 같은 다짐함수비 조건 하에서 세립분함량을 제거한(12.7mm 이하 입자 제거) SR-D 시료의 경우에는 낮은 재료 밀도로 조성되었음에도 상대적으로 초기 변형량도 적었으며, Wetting 시나 장기적인 총 침하량에서도 작은 압축침하거동을 보였다(그림 11). 이는 본 실험에서 주어진 응력조건 하에서 입자들의 접촉점에서의 파쇄에 의한 압축량이 세립분이 포함된 구조에서의 입자 재배열에 의한 압축량에 비해 적게발생되는 것으로 판단된다.
실험 중에 강우 침투나 지하수위 상승을 모사하기 위해 실시한 Wetting 조건에서는 SRWS-D 시료의 경우 1st Wetting과 2nd Wetting단계에서 급격한 침하를 발생시키는 결과를 보이며, 시간의 흐름에 따라 일정한 침하량에 수렴하였으나, SRWS-W시료의 경우 Wetting 조건에서 급격한 압축 침하의 경향을 보이지 않는 것으로 나타났다. 또한 본 실험은 침하가 수렴되는 것을 확인할 때까지 약 60-70 일 동안 수행되었으며, 이 기간동안 발생된 전체 침하량에서 응력에 의한 침하량과 Wettng, 즉 함수비 상승 요인에 따른 침하량이 거의 95% 이상 차지하는 것으로 시간에 따른 Creep의 비중은 크지 않으며, 성토 완료 및 상부 구조물 설치에 따른 하중 재하 이후에 함수비에 급격한 변화가 없다면 큰 침하 발생 요인은 없을 것으로 예상된다. 따라서 장기적인 침하발생을 억제하기 위해서는 초기 다짐 조건에서 습윤조건을 유지하면서 성토구조물을 조성하거나 장기간 방치하면서 강우에 노출시키는 것이 장기적인 압축침하량을 감소시키는 데 효과적일 것으로 판단된다.
실험 결과에서 볼 수 있는 바와 같이 실험 대상 재료와 Wetting 응력 수준에 따라 Wetting Collapse에 의한 1차원 압축변형률은 약 020.8%의 범위에서 발생되는 것으로 나타났다. 이러한 변형률은 10m 성토 시, 약 20mm- 80mm에 이르는 침하로써 허용 잔류침하량을 30mm까지 엄격하게 제한하는 콘크리트궤도의 고속철도에서는 상대적으로 매우 큰 침하를 유발시킬 수 있는 크기이다.
그러나 SRWS-D시료의 초기 하중에 의한 직접침하량이 전체 침하량의 약 33%, SRWS-W 시료는 약 68%에 이르는 결과를 보였다. 실험 중에 강우 침투나 지하수위 상승을 모사하기 위해 실시한 Wetting 조건에서는 SRWS-D 시료의 경우 1st Wetting과 2nd Wetting단계에서 급격한 침하를 발생시키는 결과를 보이며, 시간의 흐름에 따라 일정한 침하량에 수렴하였으나, SRWS-W시료의 경우 Wetting 조건에서 급격한 압축 침하의 경향을 보이지 않는 것으로 나타났다. 또한 본 실험은 침하가 수렴되는 것을 확인할 때까지 약 60-70 일 동안 수행되었으며, 이 기간동안 발생된 전체 침하량에서 응력에 의한 침하량과 Wettng, 즉 함수비 상승 요인에 따른 침하량이 거의 95% 이상 차지하는 것으로 시간에 따른 Creep의 비중은 크지 않으며, 성토 완료 및 상부 구조물 설치에 따른 하중 재하 이후에 함수비에 급격한 변화가 없다면 큰 침하 발생 요인은 없을 것으로 예상된다.
검토하였다. 즉 본 실험 결과는 완전 수침 상태의 최종 포화 시의 Wetting Collapse 양을 평가한 결과로 실제 현장에서는 하부노반의 지하수위 상승 등의 조건에서 발생될 수 있는 극한 상태의 결과일 수 있다. 따라서, 실제 현장에서 지하수위 상승과 강우 등의 요인으로 발생되는 노반의 포화상태 정도에 따라 침하량을 평가하기 위해서는 완전 침수 대비 부분 포화 정도에 따른 침하 특성을 분석하여 압축침하특성을 예상하는 것이 보다 합리적일 것으로 판단된다.

후속연구

(10) 현재까지 수행된 실험 조건 이외에도 보다 다양한 Case의 실험결과를 바탕으로 암석 등 조립재료 성토체의 장기침하에 대한 정량적 예측을 위한 연구가 지속적으로 수행되어야할 것이며, 실제 현장에 적용할 때는 현장 재료에 대한 직접적인 실험이 필요할 것으로 사료된다.
(4) 같은 하중 조건 하에서는 반복적인 Wetting으로 인한 총 누적 침하량과 침수조건에서 한 번에 발생되는 침하량이 유사한 결과를 보였으며 보다 합리적이고 효율적인 예측을 위해서는 다양한 재료와 조건 하에서의 실험결과를 축적하여 판단해야할 것으로 사료된다.
(8) 본 실험에서 관측된 장기적인 성토체 자체 압축 침하 거동에는 하중 증가 이외에 함수비증가, 온도변화 등이 영향을 미 쳤으며, 성토구조물과 상부구조 물의 하중 증가조건 외에는 일정응력 하에서 시간에 따른 크리프의 영향보다는 함수비 증가와 동결/ 융해의 반복에 따른 압축침하가 큰 부분을 차지하고 있으므로 이에 대한 설계/시공 단계에서의 고려가 필요할 것으로 판단된다.
(9) 특히 고속철도 콘크리트궤도와 같이 엄격한 허용 잔류침하량이 요구되는 성토구조물의 경우 암성토 재료의 경우에도 가능하면 다짐 시 습윤조건을 유지하고, 최소 1년 이상 장기간 방치하면서 강우에 의한 침투 및 동결 융해 등의 조건에서의 침하를 미리 유발시키는 것이 필요할 것으로 판단된다.
즉 본 실험 결과는 완전 수침 상태의 최종 포화 시의 Wetting Collapse 양을 평가한 결과로 실제 현장에서는 하부노반의 지하수위 상승 등의 조건에서 발생될 수 있는 극한 상태의 결과일 수 있다. 따라서, 실제 현장에서 지하수위 상승과 강우 등의 요인으로 발생되는 노반의 포화상태 정도에 따라 침하량을 평가하기 위해서는 완전 침수 대비 부분 포화 정도에 따른 침하 특성을 분석하여 압축침하특성을 예상하는 것이 보다 합리적일 것으로 판단된다. 또한 부분 포화 정도에 따른 성토체의 투수특성 결과와 성토체 내부로의 침투 결과를 통해 성토체의 압축 침하정도를 예측하여 성토 과정 및 방치 기간 동안 강우에 노출되어 침하되는 양을 파악하여 잔류침하량 고려 시 반영할 수 있을 것으로 사료된다.
따라서, 실제 현장에서 지하수위 상승과 강우 등의 요인으로 발생되는 노반의 포화상태 정도에 따라 침하량을 평가하기 위해서는 완전 침수 대비 부분 포화 정도에 따른 침하 특성을 분석하여 압축침하특성을 예상하는 것이 보다 합리적일 것으로 판단된다. 또한 부분 포화 정도에 따른 성토체의 투수특성 결과와 성토체 내부로의 침투 결과를 통해 성토체의 압축 침하정도를 예측하여 성토 과정 및 방치 기간 동안 강우에 노출되어 침하되는 양을 파악하여 잔류침하량 고려 시 반영할 수 있을 것으로 사료된다.
수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 조립재료로 이루어진 성토체의 장기적인 침하특성 및 경향을 보다 현실적인 조건을 반영한 실험으로 검토하고 이에 대한 장기적 잔류침하량 예측이 필요할 것으로 판단되었다. 따라서 대형오이도미터 실험에서 확인할 수 없었던 장기간 동안의 압축침하거동에서 다짐함수비 조건과 반복되는 수침과 건조 과정에서의 Wetting Collapse 발생량과 그 경향에 대한 검토를 위해 장기 침하실험 장비를 제작하여 실험을 수행하였다.
보다 정량적인 침하량 예측을 위해서는 재료별로 대상 하중조건을 고려한 실험이 추가적으로 수행되어 판단할 필요가 있을 것이다.
같은 재료의 성토재료일 경우에도 다짐 응력 및 입도, 함수비에 따른 밀도 등의 불균일성에 따라 위치별로 부등침하가 발생할 수 있다. 이러한 결과는 실내에 비해 다짐 관리가 더욱 어려운 현장에서는 더 크게 발생될 수 있을 것으로 예상되며, 따라서 고속철도의 노반에서 토공 구간의 다짐관리가 더욱 엄격히 이루어져야 할 것으로 사료된다.
이는 본 실험에서 주어진 응력조건 하에서 입자들의 접촉점에서의 파쇄에 의한 압축량이 세립분이 포함된 구조에서의 입자 재배열에 의한 압축량에 비해 적게발생되는 것으로 판단된다. 하지만 이는 응력 수준이나 입자 강도와 입도분포 등에 대한 다양한 조건의 연구 결과를 검토하여 이에 대한 경향을 파악할 필요가 있을 것이다. 추가적으로 SR-D 시료의 경우 Wetting 후 실험후반부가 동절기에 수행되면서 동결과 융해의 영향을 관측할 수 있었다.
즉, 임의의 하중 수준 하에서는 부분적인 Wetting 이 반복되는 경우와 완전 침수조건 하에서 발생될 수 있는 압축침하량은 거의 비슷한 것으로 예상된다. 하지만 이에 대해서는 보다 많은 조건과 시료에 대한 실험이 추가되어야 보다 합리적인 추론이 가능할 것으로 사료된다.

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콘크리트궤도 하부 조립지반재료의 장기압축침하에 관한 연구
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