[논문]시험시공을 통한 일방향 배수필터의 성능 평가

서동욱; 김현태

doi:10.5389/ksae.2012.54.4.047

Abstract ▼ AI-Helper

It is needed to install a one-way drainage filter to prevent a seepage from lake or river outside of embankment and to promote a drainage from a flood inside of embankment when dikes such as lake dike, river dike, etc are constructed. However, the results of research for one-way drainage filter are ...

It is needed to install a one-way drainage filter to prevent a seepage from lake or river outside of embankment and to promote a drainage from a flood inside of embankment when dikes such as lake dike, river dike, etc are constructed. However, the results of research for one-way drainage filter are insufficient. Therefore, through the field test of one-way drainage filter, this study checked a function of one-way drainage filter with a test of performance. As a result of field test, water flow in dike was blocked in the interception direction of the section that one-way drainage filter was installed, but water passed to the flow allowance direction of the section. Therefore we confirmed the function of one-way drainage filter. Seepage quantity in the flow allowance direction of the one-way drainage filter section was low as 74.6~80.5 % than that in the section without installation of filter because of a reduction effect of seepage with filter. And seepage quantity of field test was low as 64.3~90.0 % than that in results of seepage analysis because the coefficient of permeability of embankment in field is different from the results of laboratory test. In the future, more study will be needed to solve several problems which are related to fix the filter on slide, durability of filter, etc.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나, 일방향 배수필터는 아직 설계 및 시공사례가 없으므로, 이를 검증할 수 있는 시험시공이 필요하다. 그러므로, 본 연구에서 일방향 배수필터의 시험시공을 통하여 필터의 성능을 시험하여 일방향 배수필터의 기능을 확인하고자 한다.
본 연구는 침투로부터 제체를 안전하게 보호하기 위한 차수대책으로 제방의 본 기능인 차수기능을 유지하면서 제방 내측의 배수를 원활하게 할 수 있는 일방향 배수필터의 성능 평가를 위한 것으로 그 결과는 다음과 같다.

제안 방법

강우량과 대기 증발량을 고려하여 침출수량을 고려한 이론 침투량을 산정하였으며, 강우량과 대기 증발량은 인근 기상대의 측정 자료를 분석하였다. 이론 침투량은 9개월 경과시 하루에 10.
네 개의 각 단면은 서로 침투에 의한 영향을 받지 않게 하기 위해 각 단면 접속부에 수직차수막을 설치하여 단면간의 침투는 발생하지 않게 하였다. 또한, 제체 바닥부로부터의 침투 영향을 제거하기 위하여 바닥은 차수막을 설치하여 바닥으로의 수직 침투를 차단하였다. 그리고, 제체 외곽의 배수로로 흘러나온 침출수가 배수로 바닥으로 침투되지 않게 차수막을 설치하였다.
일방향 배수필터의 성능실험 결과를 대조하기 위하여 단면 B'는 차수막을 설치하여 완전차수가 되게 하였고, 단면 B에는 아무것도 설치하지 않아 물의 정상침투가 이루어지게 하였다.
일방향 배수필터의 성능을 평가하기 위하여 일방향 배수필터 시공부와 미시공부를 각각의 시험조건별로 시험하여 두 단면에 대한 결과분석을 통하여 필터 성능 등을 검토하고자 한다.
제체 외측 또는 내측의 홍수위를 재연하기 위해, 깊이 1.5 m(제체 높이 2.0 m)까지 물을 채운 후 각 실험 단면들의 침투수에 의한 침출수를 관찰하였다. 그 결과, 일방향 배수필터를 설치한 구간의 차수방향으로의 침투는 차단되었고, 통수방향으로의 침출수가 발생하여 침투가 이루어졌다.
현장에서 약 1년간 모니터링을 실시한 결과는 Table 4, Table 5와 같다. 침투량 측정은 일정기간 동안 단면을 통과하여 사면 밖으로 흘러나온 침출수의 총량을 사면의 제체의 평균길이로 나누어 산정하였다. 우기시를 제외하고서는 일방향 배수필터를 시공한 구간의 차수방향 단면 (A')에서는 침투수가 발견되지 않았다.

데이터처리

03 cm³/day)로거의 0에 가깝다는 것을 알 수 있다. 침투해석에 사용된 프로그램은 GeoSlope사의 SEEP/W를 사용하였으며, 토질 정수는 다음 Table 3과 같다.

성능/효과

1. 일방향 배수필터를 설치한 구간의 차수방향으로의 침투는 차단이 되었고, 통수방향으로는 침출수가 발생하여 배수가 원활하게 이루어짐을 확인하여, 일방향 배수필터의 차수기능과 배수 기능을 검증할 수 있었다.
2. 일방향 배수필터를 설치한 구간의 통수방향 단면의 침투수량이 필터를 설치하지 않은 일반 단면에 비해 74.6∼80.5 %만큼 낮게 측정되었는데, 이는 설치된 배수필터에 의해 침투속도가 저감된 것에 따른 것으로 판단된다.
3. 현장에서 측정된 침투수량은 침투해석에 의한 이론적인 침투수량에 비해 64.3∼90.0 %만큼 낮았는데, 이는 현장에서 시공한 제체의 투수계수가 해석에 사용한 토질정수와 달라졌기 때문인 것으로 판단된다.
그러나, 일방향 배수필터 설치한 구간의 차수방향 단면 (A')은 차수효과를, 통수방향 단면 (A)은 배수가 원활하게 이루어지고 있다는 것을 확인할 수 있었다.
이 결과는 Fig. 7과 같이 침투해석 결과와 비교하였을 때, 9개월 경과시에는 침투해석 결과에 비해 64.3∼86.2 % 낮게, 12개월 경과시에는 침투해석 결과에 비해 72.5∼90.0 % 낮게 측정되었다.
이론 침투량은 9개월 경과시 하루에 10.29∼13.79 m3, 12개월 경과시에는 11.60∼14.40 m3으로 추정되었으며, 강우량과 증발량의 영향은 매우 미미한 것으로 나타났다.
이론적으로는 다음 Fig. 6의 침투해석 결과와 같이 일방향 배수필터를 시공한 구간의 통수방향 단면 (A)와 일방향 배수필터를 시공하지 않은 구간 중 통수단면 (B)의 단위폭당 침투유량은 똑같이 16.0 cm3/sec이나, 일방향 배수필터를 시공한 구간의 차수방향 단면 (A')의 침투유량은 0.33 cm3/sec (0.03 cm3/day)로거의 0에 가깝다는 것을 알 수 있다.

후속연구

4. 배수필터를 설치할 때 필터를 사면에 고정하는 방법 등의 문제점과 필터의 내구성 등은 향후 추가 연구를 통해 보완되어야 할 것으로 사료된다.
그러나, 배수필터를 설치할 때 필터를 사면에 고정하는 방법 등의 문제점과 필터의 내구성 등은 앞으로 더 많은 연구를 통해 보완되어야 할 것으로 사료된다.
상기 결과에 따라 일방향 배수필터는 제방의 본 기능인 외측의 홍수로부터의 차수와 내측에서 발생하는 홍수의 원활한 배수를 동시에 만족하는 차수대책으로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	침투로부터 제체를 안전하게 보호하기 위한 차수대책은?	그러나, 입자가 굵은 준설토를 사용하여 제체를 성토할 경우 성토재료의 투수계수가 크게 되어 침투수에 의한 파이핑이 발생하는 등 침투에 불리해 지게 되고, 차수 효과를 위해 단면을 크게 확대하면 경제적이지 못하는 어려움이 있다 (Yu, 2002). 따라서, 침투로부터 제체를 안전하게 보호하기 위한 차수대책으로 토목섬유를 사용할 수 있다. 토목섬유는 보강, 분리, 배수, 필터 등 다양한 기능으로 사용하고 있으며, 간척지를 비롯한 연약지반의 보강재로써 토목섬유를 이용하기 위한 다양한 연구가 진행되었다 (Goh et al.
	방수제, 하천 제방 등과 같은 제체를 조성할 경우 무엇의 역할이 중요한가?	방수제, 하천 제방 등과 같은 제체를 조성할 경우 외측의 담수호나 하천수의 수위를 차단하는 역할이 중요하다. 그러나, 입자가 굵은 준설토를 사용하여 제체를 성토할 경우 성토재료의 투수계수가 크게 되어 침투수에 의한 파이핑이 발생하는 등 침투에 불리해 지게 되고, 차수 효과를 위해 단면을 크게 확대하면 경제적이지 못하는 어려움이 있다 (Yu, 2002).

참고문헌 (12)

Goh, H. S., N. Y. Goh, and S. Y. Hong, 1991. A Study on the Characteristics of the Soil-Geotextile Interface. Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers 33(2): 82-93 (in Korean).
Lwon, M. N., 1993. Studies on Long-Term Performance Evaluation of Geotextiles-for Filter and Drainage-. Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers 35(3): 130-139 (in Korean).
Lee, S. H., 1993. Design of geosysthetics drainage and filter, The proceedings of Korean Geotechnical Society 2: 91-111 (in Korean).
Jeon, H. Y., M. S. Mok, Y. S. Joo and J. J. Yuu, 2001. Assessment of transmissivity of blended geotextiles for drainage. The proceedings of Korean Fiber Society 34(2): 428-431 (in Korean).
Oh, Y. I., J. Y. Yoo, B. Y. Kang, and H. T. Kim, 2004. Behavior of Geosynthetics Filter Layer to Cyclic Wave Loading. Proceedings of the 2004 Annual Conference The Korean Society of Agricutural Engineers 1: 67-67 (in Korean).
Jeon, H. Y., C. N. Choi and Z. Shen, 2007. Interpretation of hydraulic property of modified geotextile filter. The Proceedings of Korean Fiber Society 40(2): 289-290 (in Korean).
Kim, J. H. and S. D. Cho, 2007. Opening size determination of geotextiles using dry and wet methods. Journal of Korean Geotechnical Society 23(2): 19-27 (in Korean).
Korean Geotechnical Society, 1999. Dredged reclamation and Environmental reclamation. Kumiseogwan (in Korean).
Mistry of Agriculture and Forestry, 2002. Design criteria of the plan for construction and maintenance project of agricultural infrastructure: Fill-dam. Gwacheon, Gyeonggi, Korea (in Korean).
Yu, J. Y., 2006. Development of construction technique for seadike using filter & dredged soil. Ansan, Gyeonggi: Rural Research Institute (in Korean).
Choi I. G and Y. M. Park, 2007. Geotechnical engineering for field work. Seoul: Kumiseogwan (in Korean).
Seo, D. U., 2008. Research on construction of lake dike using dredged soil. Ansan, Gyeonggi: Rural Research Institute (in Korean).

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