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폐기물 매립장 차수시설 접촉면 전단특성에 관한 연구
A Study on the Shear Behaviors of Geosynthetic-soil Interface in the Waste Landfill Site 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.28 no.3, 2012년, pp.45 - 54  

박인준 (한서대학교 토목공학과) ,  곽창원 (서울대학교 토목공학과) ,  박준범 (서울대학교 토목공학과) ,  조준식 (한서대학교 토목공학과)

초록
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최근 쓰레기 매립장에 널리 사용되고 있는 토목섬유는 흙과의 접촉면에서 대변형 거동 및 변형율 연화 등의 전단거동 특성을 보이는데, 이는 토목섬유-흙 접촉면에서 함수비, 연직응력, 화학적 요소의 영향 등 고유물성에 기인한다. 본 연구에서는 침출수 내의 산성 및 염기성과 같은 성분의 영향이 진동하중 상태에서 토목섬유-흙 접촉면의 전단강도 감소에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 이미 구축된 다기능 접촉면 시험기(M-PIA)를 수정 제작하고 200일간 수침시킨 토목섬유와 흙 시료를 이용하여 진동 직접전단시험을 수행하였고, 그 결과 교란상태개념에 기초하여 화학적 인자들에 의한 토목섬유-흙 접촉면의 화학적 전단강도 감소 특성을 교란도 함수로써 확인하였다. 또한 전계방출주사현미경(FIB)을 이용하여 화학적 인자에 따른 흙입자 및 접촉면 손상의 차이를 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Various geosynthetics are widely applied to civil structures and waste landfill site for reinforcement and water resistance. The use of geosynthetics inevitably involves the coupled behaviors of different materials which include large displacement and strain-softening behaviors, etc. In this study, ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 산성 또는 염기성을 띠는 침출수에 지속적으로 접촉되어 있는 토목섬유 및 흙의 상태를 고려하여 지진하중이 작용할 때의 전단거동특성을 파악하도록 한다. 200일간 산성, 중성 및 염기성 용액에 수침시킨 토목섬유 및 모래 시료에 대하여 0.
  • 본 연구에서는 접촉면 전단파괴의 거동특성을 분석하기 위해서 다기능 접촉면 전단시험기(M-PIA)를 제작하였다. 토목구조물의 안정성에 영향을 미치는 지진에 의한 기초 지반과 강도저하를 평가하는 방법을 조사할 수 있는 시험기로서 조립토 및 세립토의 반복하중을 작용시켜 지반의 특성을 조사할 수 있다.
  • 본 연구에서는 폐기물 매립장의 차수시설에서 형성 되는 접촉면의 파괴에 대한 실험적 연구를 통해 폐기물 매립장의 화학적 영향인자로 인한 토목섬유-흙 접촉면의 전단 거동특성을 연구하였다. 이를 위하여 다기능 접촉면 전단시험기(M-PIA)를 이용하여 동적하중 재하시 토목섬유-흙 접촉면의 전단강도 특성 시험을 수행하였으며, 실내시험 결과를 토대로 교란상태개념을 접목시켜 최종적으로 교란도 함수의 매개변수를 구하여 접촉면 거동을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 접촉면 전단파괴의 거동특성을 분석하기 위해서 다기능 접촉면 전단시험기(M-PIA)를 제작하였다. 토목구조물의 안정성에 영향을 미치는 지진에 의한 기초 지반과 강도저하를 평가하는 방법을 조사할 수 있는 시험기로서 조립토 및 세립토의 반복하중을 작용시켜 지반의 특성을 조사할 수 있다. 이 시험기는 크게 하부 전단상자와, 수평 및 수직하중 재하장치(⑦, ⑧), 전단하중 측정용 로드 셀, 수직 변위계, 6개의 와이어 게이지(①, ②, ③, ④, ⑤, ⑥)와 시험기를 제어하는 프로 그램을 내장하고 있는 조절장치 및 자동 데이터 수집프로그램으로 구성되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토목섬유로 이루어진 차수시설이 설치된 목적은 무엇인가 폐기물 매립장 차수시설은 침출수가 매립지에서 유출되어 주변 환경을 악화시켜 생활환경의 보존상 지장이 생기지 않도록 침출수의 유출을 방지하는 중요한 요소이다. 매립장에서 발생하는 침출수에는 환경에 유해한 물질들이 다량 포함되어있기 때문에 매립장 설계시 침출수가 외부로 누출되지 않도록 주의를 기울여야 한다. 이러한 목적으로 매립장의 바닥과 사면에는 토목섬유로 이루어진 차수시설이 설치된다. 폐기물 매립장 차수시설에 사용된 토목섬유-흙 사이에는 폭넓은 접촉면(interface)이 형성되는데 이러한 접촉면은 일반적으로 낮은 전단강도를 보이기 때문에 매립장의 구조적 안전성에 큰 문제를 나타내며, 매립장 설계시 중요하게 고려해야 한다.
폐기물 매립장 차수시설의 접촉면 전단강도 특성이 중요한 과제로 부각된 이유는 무엇인가 폐기물 매립장은 낮은 접촉면 전단강도에 의해 토목 섬유-흙 사이에 미끄러짐이 발생하여 과대변위를 일으켜 파괴가 일어날 수 있다. 이로 인해서 폐기물 매립장 차수시설의 접촉면 전단강도 특성이 중요한 과제로 부각되고 있다.
토목섬유로 이루어진 차수시설은 어떠한 문제를 가지고 있는가 이러한 목적으로 매립장의 바닥과 사면에는 토목섬유로 이루어진 차수시설이 설치된다. 폐기물 매립장 차수시설에 사용된 토목섬유-흙 사이에는 폭넓은 접촉면(interface)이 형성되는데 이러한 접촉면은 일반적으로 낮은 전단강도를 보이기 때문에 매립장의 구조적 안전성에 큰 문제를 나타내며, 매립장 설계시 중요하게 고려해야 한다. 따라서 토목섬유-흙 접촉면 전단 강도를 정확하게 평가하는 것이 매립장의 안정성 확보에 중요한 요소이므로 접촉면의 정적 또는 동적 전단거동에 대한 다수의 연구가 진행되어 왔다(Seo et al, 2007, Yegian et.
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참고문헌 (8)

  1. 박인준, 곽창원, 김재근 (2010), 화학적 영향인자를 고려한 토목 섬유-흙 접촉면 동적거동 특성, 한국지반환경공학회, 제11권 제11호, pp.47-54. 

  2. 박인준, 유지형, 김수일 (2000), 흙-구조물 경계면의 동역학적해석을 위한 교란 상태 모델링, 한국지반공학회 논문집, Vol.16, No.3, pp.5-13. 

  3. Christensen, T. H., Kjeldsen, P., Albrechtsen, H-J., Heron, G., Nielsen, P. H., Bjerg, P. L. and Holm, P. E. (1994), Attenuation of Landfill Leachate Pollutants in Aquifers, Crit, Rev. Environ. Sci Technol., Vol.24, pp.119-202. 

  4. Desai, C. S. (2001), Mechanics of Materials and Interfaces -The Disturbed State Concept. CRC Press., pp.100-600. 

  5. Desai, C. S., Shao, C. and Park, I. J. (1997), Disturbed StateModeling of Cycle Behavior of Soils and Interfaces in DynamicSoil-Structure interaction, Proc., 9th IACMAG Conference, Wuhan, China, pp.987-992. 

  6. Park, I. J. and Desai, C. S. (2000), Cyclic Behavior and Liquefactionof Sand using Disturbed State Concept, Jouranal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, Vol.126, No.9, pp.834-846. 

  7. Seo, M. W., Park, J. B. and Park, I. J (2007), "Evaluation of Interface Shear Strength Between Geosynthetics Under Wet Condition," Soils and Foundations, Vol.47, No.5. 

  8. Yegian, M. K., Yee, Z. Y. and Harb J. N. (1995), "Seismic Response of Geosynthetic/Soil Systems," Geoenvironment 2000, Geotechnical Special Publication, No.45, 1113-1125. 

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