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문제 정의
- ,(2007)의 연구는 오염지반의 초기함수비를 고려하지 않은 등의 제한이 있었다. 본 연구에서는 유류오염지반의 비배수전단강도에 관심을 집중시키고, 여기에 원지반의 초기함수비를 고려하였다. 다양한 점토오염시료의 획득의 현실적 어려움으로 시험에는 점토배합시료를 사용하였다.
제안 방법
- 본 연구에서는 유류오염지반의 비배수전단강도에 관심을 집중시키고, 여기에 원지반의 초기함수비를 고려하였다. 다양한 점토오염시료의 획득의 현실적 어려움으로 시험에는 점토배합시료를 사용하였다.
- 시료튜브는 φ38 mm를 사용했다. 또한 점토질에 적합한 4번 스프링(k = 1.47 Nmm per degree)을 이용하여 베인전단시험기의 포인터가 멈출때까지 측정한 후 전단강도(Cu)를 계산하였다.
- 본 연구에서는 유류 오염된 점토 혼합물에 대하여 폴콘시험과 실내베인전단시험을 수행하고, 보다 간편한 시험인 폴콘시험의 관입깊이로부터 유류오염된 점토지반의 비배수전단강도 Cu를 구하는 다음과 같은 식을 구했다.
- 본 연구에서는 유류 오염된 점토시료에 대해 폴콘시험을 실시하여 콘 관입깊이와 초기함수비 및 함유비 사이의 관계를 구하고, 같은 시료에 대해 실내베인전단시험을 실시하여 비배수전단강도와 초기함수비 및 함유비 사이의 관계를 구했다.
- 63 kg·cm/cm3으로 잘 다져주었다. 실제로 기름 유출된 지반의 초기함수비는 현장마다 일정하지 않을 것으로 추정되므로 본 시험에서는 10~30% 범위로 조정하였다.
- 하지만, 본 연구에서는 유류의 함유비에 따라 관입량의 정도를 측정하기 위해, 관입깊이 0~5 mm, 5~10 mm, 10~15 mm, 15~ 20 mm, 20~25 mm에 해당하는 각 구간별 1점씩 총 5점 이상을 측정하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 베인의 길이 12.7 mm, 폭 19 mm(시료튜브의 1/2φ)를 사용했다.
- 점토시료는 Table 1에 표시한 것과 같이 카오리나이트(kaolinite)와 벤토나이트(bentonite)를 일정한 비율로 혼합한 5 종류의 시료를 준비했다. 시료는 점토에 해당하는 200번체 통과분만 사용하였다. 카오리나이트와 벤토나이트를 무게비율로 혼합하고, 시료를 튜브(D = 100 mm, h = 100 mm)에 담은 후 작은 다짐봉을 이용하여 표준다짐에너지(Ec) 5.
- 오염원인 유류는 등유를 사용하였다. 폴콘시험과 실내베인시험에 사용한 시료의 유류혼합비는 시료건조 중량의 5%~70% 사이를 택하고, 매 시험시 5%씩 증가시켜 실험하였다.
- 점토시료는 Table 1에 표시한 것과 같이 카오리나이트(kaolinite)와 벤토나이트(bentonite)를 일정한 비율로 혼합한 5 종류의 시료를 준비했다. 시료는 점토에 해당하는 200번체 통과분만 사용하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 ASTM D-4648 규정을 준용하여 수행하였다. 본 연구에서는 베인의 길이 12.
- 하지만, 본 연구에서는 유류의 함유비에 따라 관입량의 정도를 측정하기 위해, 관입깊이 0~5 mm, 5~10 mm, 10~15 mm, 15~ 20 mm, 20~25 mm에 해당하는 각 구간별 1점씩 총 5점 이상을 측정하였다. 콘의 각, 무게, 관입시간은 BS규정에 따랐다.
성능/효과
- 본 연구에서는 유류 오염된 점토시료에 대해 폴콘시험을 실시하여 콘 관입깊이와 초기함수비 및 함유비 사이의 관계를 구하고, 같은 시료에 대해 실내베인전단시험을 실시하여 비배수전단강도와 초기함수비 및 함유비 사이의 관계를 구했다. 두 시험 결과로부터 유류오염지반에서 폴콘시험의 관입깊이로부터 실내베인전단시험의 비배수전단강도를 예측하는 식을 유도하였다.
- 앞 절의 폴콘시험과 실내베인전단시험 결과로부터 폴콘의 관입깊이 및 베인전단강도는 모두 W와 대수적으로 선형적인 관계가 있음을 알았다. 여기서 W는 공통의 매개변수이므로 이를 소거하기 위해 폴콘시험에서 얻은 각 시료별 관입깊이에 대응하는 W를 각 시료별 식 (3)에 대입하여 역산으로 전단강도를 구해 그래프로 그리면 Fig.
- 여기서 오염지반의 초기함수비는 각각 10%, 20%, 30%이고 함유비는 최대 55%까지 증가시켰다.
- 13과 같다. 이 그림에서 초기함수비가 각각 10%, 20%, 30%일 때, 전단강도 감소폭은 각각 93%, 85%, 62% 로 나타났다. 여기서 초기함수비가 작을 때, 전단강도 감소폭이 두드러진 것을 관찰할 수 있다.
후속연구
- 식 (7)은 유류오염된 점토지반에서 베인시험보다 간편한 폴콘시험 결과만으로 전단강도를 예측할 수 있는 간단한 식이다. 그러나 이 식의 정당성은 추후 많은 자연시료에 대한 시험결과를 통해 검증되어야 할 것으로 생각된다. 아울러 오염된 점토의 시간경과에 따른 강도회복 현상을고려하는 것 또한 추후 연구과제라 할 수 있다.
- 그러나 이 식의 정당성은 추후 많은 자연시료에 대한 시험결과를 통해 검증되어야 할 것으로 생각된다. 아울러 오염된 점토의 시간경과에 따른 강도회복 현상을고려하는 것 또한 추후 연구과제라 할 수 있다.
- 9% 감소하는 것으로 나타났다. 유류함량이 적은 오염지반의경우는 시간 경과에 따라 강도를 회복한다는 연구도 있으나 이는 추후 연구과제이다.
- 9% 감소하는 것으로 나타났다. 향후제안된 식을 검증하기 위해서 보다 많은 자연 점토시료에대한 삼축압축시험 등의 전단강도시험이 필요하다.
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