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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 관목류 뿌리의 비탈면 안정에 대한 영향을 평가하기 위하여 현장에서 사용 가능한 일면전단 실험장치를 개발하여 인공절취비탈면의 대표적인 녹화수종인 참싸리를 대상으로 뿌리의 유무에 따른 토양의 전단강도를 측정하여 이론적 뿌리 보강모델을 적용한 전단강도 증가 값과 비교 및 검토 하였다.
- 본 연구는 인공절취비탈면에서 생육하고 있는 관목류의 녹화수종을 대상으로 비탈면 안정에 관목류의 뿌리가 어느 정도 영향을 미치고 있는가에 대한 평가로서 연구를 실시한 결과이다. 인공절취사면의 대표적 녹화 수종인 참싸리를 대상으로 현장 일면전단 실험장치를 개발하여 뿌리의 유무에 따른 토양 전단강도의 증가량을 산출한 결과, 0.
제안 방법
- Wu et al. (1979)의 뿌리보강모델에서 도출된 다음 전단강도 증가 값 산출 식에 기존 문헌에서 적용된 인자 값들과 현장시험을 통해 산출된 인자 값들을 적용하여 뿌리보강모델 이론식에 의한 전단강도 증가 값을 산출하였다.
- 시험시 전단저항력은 로드셀로 측정하도록 하였으며, 전단상자 하부에는 레일을 설치하여 전단시 발생되는 토양의 불도징 효과에 의한 오차를 최소화 할 수 있게 하였다. 또한 토괴전단시 발생하는 전단변위는 변위측정계를 이용하여 측정할 수 있게 하였다(Fig. 2, Table 1).
- 2 m)로 설계･제작하였으며, 하중부가는 유압장치를 활용하여 전단력을 발생시킬 수 있도록 하였다. 시험시 전단저항력은 로드셀로 측정하도록 하였으며, 전단상자 하부에는 레일을 설치하여 전단시 발생되는 토양의 불도징 효과에 의한 오차를 최소화 할 수 있게 하였다. 또한 토괴전단시 발생하는 전단변위는 변위측정계를 이용하여 측정할 수 있게 하였다(Fig.
- 현장 일면전단 실험은 10 mm/min의 변위를 증가시키고 200 ms간격으로 기록하는 변형율 제어방식으로 실시하였으며 측정된 전단저항력은 실험 후 전단면적으로 나누어 전단강도를 산출하였다. 전단실험 후 토양의 전단면에 나와 있는 뿌리를 지표면으로부터 10 cm 하부의 직경을 측정하여 뿌리의 단면적을 산출하였다.
- 현장 일면전단 실험은 인공사면의 주요 녹화수종의 하나인 참싸리 나무를 대상으로 토양의 전단강도 증가분을 파악하기 위하여 근원경이 1 cm 이상으로 뿌리가 포함되어 있는 토양과 뿌리가 포함되지 않은 토양에서 실험을 실시하였다. 조사대상지의 참싸리 나무 근계의 최대신장 깊이 부근에서 나타나는 잠재전단면을 파악하기 위하여 대상지 주변의 수목을 직접 굴취 하였으며, 이를 통해 조사대상목의 잠재 전단면은 지표면으로부터 10 cm 내외로 단단하였다. 현장 일면전단 실험은 10 mm/min의 변위를 증가시키고 200 ms간격으로 기록하는 변형율 제어방식으로 실시하였으며 측정된 전단저항력은 실험 후 전단면적으로 나누어 전단강도를 산출하였다.
- 조사대상지의 참싸리 나무 근계의 최대신장 깊이 부근에서 나타나는 잠재전단면을 파악하기 위하여 대상지 주변의 수목을 직접 굴취 하였으며, 이를 통해 조사대상목의 잠재 전단면은 지표면으로부터 10 cm 내외로 단단하였다. 현장 일면전단 실험은 10 mm/min의 변위를 증가시키고 200 ms간격으로 기록하는 변형율 제어방식으로 실시하였으며 측정된 전단저항력은 실험 후 전단면적으로 나누어 전단강도를 산출하였다. 전단실험 후 토양의 전단면에 나와 있는 뿌리를 지표면으로부터 10 cm 하부의 직경을 측정하여 뿌리의 단면적을 산출하였다.
- 현장 일면전단 실험은 인공사면의 주요 녹화수종의 하나인 참싸리 나무를 대상으로 토양의 전단강도 증가분을 파악하기 위하여 근원경이 1 cm 이상으로 뿌리가 포함되어 있는 토양과 뿌리가 포함되지 않은 토양에서 실험을 실시하였다. 조사대상지의 참싸리 나무 근계의 최대신장 깊이 부근에서 나타나는 잠재전단면을 파악하기 위하여 대상지 주변의 수목을 직접 굴취 하였으며, 이를 통해 조사대상목의 잠재 전단면은 지표면으로부터 10 cm 내외로 단단하였다.
- 현장 일면전단 실험장치는 전체 크기 1,130×480×200 mm, 전단면적은 0.04 m2 (0.2×0.2 m)로 설계･제작하였으며, 하중부가는 유압장치를 활용하여 전단력을 발생시킬 수 있도록 하였다.
대상 데이터
- 조사대상지는 강원대학교 구내림을 대상으로 하였으며, 현장일면전단시험을 실시한 Site 1, 2, 3지역은 과거 붕괴가 일어나지 않은 안정지역으로 선정하였다(Fig. 1).
성능/효과
- 3개 Site의 전단강도는 전체적으로 뿌리의 단면적이 증가 할수록 전단강도 또한 증가하는 경향을 나타냈다. 참싸리 뿌리의 현장 일면전단 실험과 뿌리 보강모델 이론식에 의한 전단강도 증가 값은 Table 8과 같으며, 현장 실험에 의한 값과 이론식에 의한 값이 최소 0.
- Site 1 토양의 물리적 특성은 Table 2 및 Fig. 3과 같으며 평균함수율은 8.79%, 건조밀도는 1.23 g/cm3으로 나타났으며, 통일분류법(USCS)에 의하여 토질을 분류한 결과 모두 SW로 분류되었다.
- 0333 kgf/cm2로 측정되었다. Site 1의 전단강도는 뿌리가 없는 토양에 비하여 0.0152 kgf/cm2가 증가되는 것으로 나타났으며, 이론적 뿌리 보강모델을 적용한 전단강도 증가 값은 0.2696 kgf/cm2인 것으로 나타났다.
- Site 2 토양의 물리적 특성은 Table 4 및 Fig. 5와 같으며 평균함수율은 13.16%, 건조밀도는 1.30 g/cm3으로 나타났으며, 통일분류법(USCS)에 의하여 토질을 분류한 결과 모두 SW로 분류되었다.
- 0446 kgf/cm2로 측정되었다. Site 2의 전단강도는 뿌리가 없는 토양에 비하여 0.0350 kgf/cm2가 증가되는 것으로 나타났으며, 이론적 뿌리 보강모델을 적용한 전단강도 증가 값은 0.2302 kgf/cm2인 것으로 나타났다.
- Site 3 토양의 물리적 특성은 Table 6 및 Fig. 7과 같으며 평균함수율은 8.53%, 건조밀도는 1.26g/cm3으로 나타났으며, 통일분류법(USCS)에 의하여 토질을 분류한 결과 모두 SW로 분류되었다.
- 4와 같다. 뿌리가 있는 토양에서의 평균전단저항력은 19.40 kgf로 나타났으며 평균 전단강도는 0.0485 kgf/cm2 인 것으로 나타났으며, 뿌리가 없는 토양은 전단저항력 13.32 kgf, 전단강도 0.0333 kgf/cm2로 측정되었다. Site 1의 전단강도는 뿌리가 없는 토양에 비하여 0.
- 6과 같다. 뿌리가 있는 토양에서의 평균전단저항력은 31.85 kgf로 나타났으며 평균 전단강도는 0.0796 kgf/cm2인 것으로 나타났으며, 뿌리가 없는 토양은 전단저항력 17.82 kgf, 전단강도 0.0446 kgf/cm2로 측정되었다. Site 2의 전단강도는 뿌리가 없는 토양에 비하여 0.
- 8과 같다. 뿌리가 있는 토양에서의 평균전단저항력은 68.61 kgf로 나타났으며 평균 전단강도는 0.1715 kgf/cm2 인 것으로 나타났으며, 뿌리가 없는 토양은 전단저항력 11.06kgf, 전단강도 0.0277 kgf/cm2로 측정되었다. Site 3의 전단강도는 뿌리가 없는 토양에 비하여 0.
- 본 연구는 인공절취비탈면에서 생육하고 있는 관목류의 녹화수종을 대상으로 비탈면 안정에 관목류의 뿌리가 어느 정도 영향을 미치고 있는가에 대한 평가로서 연구를 실시한 결과이다. 인공절취사면의 대표적 녹화 수종인 참싸리를 대상으로 현장 일면전단 실험장치를 개발하여 뿌리의 유무에 따른 토양 전단강도의 증가량을 산출한 결과, 0.0152-0.1438 kgf/cm2의 전단강도가 증가되는 것으로 나타났으며, Wu et al. (1979)의 뿌리보강 모델로부터 도출된 이론적 증가량은 0.1952-0.2696 kgf/cm2의 전단강도가 증가되는 것으로 나타났다. 실험 횟수가 부족하여 현장실험결과와 이론식에 의한 전단강도 증가 값의 통계적 검증을 위한 데이터는 아직 부족하지만 위에서 도출된 결과들에 비추어 볼 때 보다 많은 현장 실험 결과의 수집으로 이론식의 인자들에 대한 보강이 필요한 것으로 판단된다.
후속연구
- 실험 횟수가 부족하여 현장실험결과와 이론식에 의한 전단강도 증가 값의 통계적 검증을 위한 데이터는 아직 부족하지만 위에서 도출된 결과들에 비추어 볼 때 보다 많은 현장 실험 결과의 수집으로 이론식의 인자들에 대한 보강이 필요한 것으로 판단된다. 또한 비수리, 억새, 낭아초 등의 사면녹화용 수종에 대해서도 토양의 전단강도 증가량에 대한 현장 실험 기초 자료가 보강된다면 보다 정확한 관목류 뿌리의 비탈면 사면안정 효과에 대한 해석에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.
- 2696 kgf/cm2의 전단강도가 증가되는 것으로 나타났다. 실험 횟수가 부족하여 현장실험결과와 이론식에 의한 전단강도 증가 값의 통계적 검증을 위한 데이터는 아직 부족하지만 위에서 도출된 결과들에 비추어 볼 때 보다 많은 현장 실험 결과의 수집으로 이론식의 인자들에 대한 보강이 필요한 것으로 판단된다. 또한 비수리, 억새, 낭아초 등의 사면녹화용 수종에 대해서도 토양의 전단강도 증가량에 대한 현장 실험 기초 자료가 보강된다면 보다 정확한 관목류 뿌리의 비탈면 사면안정 효과에 대한 해석에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.
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