선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 유류로 오염된 모래의 지반 공학적인 특성을 규명하고자 다짐시험, 투수시험, 직접전단시험을 유류의 오염비율에 따라 수행하였다. 이를 바탕으로 도출된 주요 결과는 다음과 같다.
- 국내에서는 Shin and Lee (1997)가 모래에 원유를 오염시켜 축조된 모형 사질토 지반의 공학적 특성을 연구한 바 있다. 본 연구에서는 유류오염 모래에 대한 역학적 특성을 다양한 실험을 통해 분석하였다. 사용한 모래는 주문진 표준사이고 유류는 점도가 상이한 원유, 등유, 자동차 엔진오일을 사용하였다.
제안 방법
- 사용한 모래는 주문진 표준사이고 유류는 점도가 상이한 원유, 등유, 자동차 엔진오일을 사용하였다. 각각의 실험에서는 유류의 함유비와 지반의 상대밀도를 달리하였다.
- 실시하였다. 다짐도에 따른 투수특성을 비교하기 위하여 상대밀도(Dr)를 각각 느슨한 상태(Dr=45%)와 조밀한 상태(Dr=75%)로 나누어 수행하였다. Fig.
- 이에 대한 결과는 Table 1과 같다. 동점도시험은 온도의 영향을 감안하여 0, 10, 30, 40oC 로 구분하여 수행하였다. Table 1에서 등유는 원유와 엔진오일의 동점도 값보다 작게 나타났다.
- 모래지반의 간극사이를 원유로 채워졌을 때 모래의 내부마찰각과 전단강도-변형에 어떠한 영향을 미치는가를 연구하기 위하여 유류의 함유비는 투수시험과 동일한 조건으로 하였고, 수직응력은 0.32, 0.63, 0.83 kg/cm2으로 나누어 수행하였다. 시험결과는 Table 3에 정리하였다.
- 유류오염 모래의 다짐특성을 파악하기 위하여 다짐시험을 물로 다진 경우와 등유, 원유, 엔진오일로 다진 경우로 수행하였고 그 결과를 Fig. 1에 도시하였다. Fig.
- 유류의 점도 및 비중특성을 도출하기 위하여 동점도시험과 비중시험을 실시하였다. 이에 대한 결과는 Table 1과 같다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 유류오염 모래에 대한 역학적 특성을 다양한 실험을 통해 분석하였다. 사용한 모래는 주문진 표준사이고 유류는 점도가 상이한 원유, 등유, 자동차 엔진오일을 사용하였다. 각각의 실험에서는 유류의 함유비와 지반의 상대밀도를 달리하였다.
- 시험에 사용한 유류는 오만산 원유(이하 원유), 등유, 자동차 엔진오일(이하 엔진오일)을 선택하였다. 유류의 점도 및 비중특성을 도출하기 위하여 동점도시험과 비중시험을 실시하였다.
- 실험에 사용한 모래는 주문진 표준사이며 기본물성 결과는 Table 2에 나타내었다. Table 2에 의하면 주문진 표준사의 비중(Gs)은 2.
- 직접전단시험 시료의 크기는 직경이 60mm, 높이가 20mm이며 요구되는 소정의 상대밀도에 따라 시료를 준비하였다. 모래지반의 간극사이를 원유로 채워졌을 때 모래의 내부마찰각과 전단강도-변형에 어떠한 영향을 미치는가를 연구하기 위하여 유류의 함유비는 투수시험과 동일한 조건으로 하였고, 수직응력은 0.
이론/모형
- 모래 함유비를 각각 1, 2, 4, 6%의 중량비로 혼합한 후, KSF 2322의 방법에 따라 투수시험을 실시하였다. 다짐도에 따른 투수특성을 비교하기 위하여 상대밀도(Dr)를 각각 느슨한 상태(Dr=45%)와 조밀한 상태(Dr=75%)로 나누어 수행하였다.
성능/효과
- (1) 오염물로 사용한 유류의 점도특성에서 등유는 원유와 엔진오일에 비해 작게 나타났다. 등유는 온도가 증가할수록 동점도가 작게 감소하였으나 원유와 엔진오일은 크게 감소하였다.
- (2) 다짐시험에서 물로 다진 경우와 유류를 이용하여 다짐시험을 한 경우에 차이가 나타났으며 이것은 물과 유류의 특성차이에 의한 것으로 보인다. 실험결과, 점도가 큰 유류로 다진 모래가 상대적으로 점도가 낮은 등유로 다진 모래에 비하여 침하가 더 크게 발생하였으며 이것은 점도가 큰 원유와 엔진오일이 물과 점도가 낮은 등유에 비해 구조물의 안정에 나쁜 영향을 미칠 것으로 판단된다.
- (3) 투수시험에서 등유의 투수계수는 상대밀도(Dr) 45%와 75%에서 오염되지 않은 모래의 투수계수보다 각각 43.2%와 28.1%로 감소하였다. 또한, 원유는 53.
- (4) k(sr)/k(sr=0)와 e2 Sr의 관계곡선으로부터 유류로 오염된 지반의 점도상수(m)를 도출하였으며, 상대밀도 45% 에서의 등유는 1.7이고, 원유는 3.2로, 엔진오일은 3.8로 나타났다. 또한, 상대밀도 75%에서의 점도상수는 등유가 1.
- (5) 직접전단시험결과, 내부마찰각의 변화는 최소 5.6o 에서 최대 12.9o로 감소하였다. 점도가 낮은 등유의 경우, 내부마찰각은 5.
- 온도 증가에 따른 점도영향을 살펴보면 등유는 온도가 증가할수록 동점도 값이 완만히 감소하였으나, 점도가 높은 원유와 엔진오일의 동점도 값은 등유의 동점도 값보다 상대적으로 크게 감소하였다. 3종류의 유류가 온도가 증가함에 따라 동점도값은 감소하였으며 점도가 높은 유류일수록 온도증가에 따라 동점도 값의 저하가 크게 나타났다.
- 다짐도에 따른 투수특성을 비교하기 위하여 상대밀도(Dr)를 각각 느슨한 상태(Dr=45%)와 조밀한 상태(Dr=75%)로 나누어 수행하였다. Fig. 2와 Fig. 3의 결과에 의하면, 등유는 상대밀도 45%와 75%에서 오염되지 않은 모래의 투수계수(k)보다 각각 43.2%와 28.1% 로 감소하였다. 또한, 원유는 53.
- 9o로 상대적으로 가장 크게 감소되었다. 동일한 상대 밀도에서 내부마찰각은 유류의 함유비가 증가하고 점도가 높을수록 내부마찰각은 크게 감소되었다. 실제 현장에서 점도가 높은 유류가 토양에 유입되면 흙의 내부마찰각은 크게 감소하여 지반의 역학적 성질을 저하시키며, 궁극적으로 구조물의 안정에도 문제가 될 것으로 판단된다.
- 1%로 감소하였다. 동일한 상대 밀도와 함유비 조건에서 점도가 낮은 등유는 상대적으로 점도가 높은 유류보다 투수계수가 작게 감소하나, 점도가 높은 원유나 엔진오일은 상대적으로 크게 감소하였다. 등유는 함유비가 증가할수록 투수계수의 감소는 완만하였고, 원유는 지반이 느슨한 상태(Dr=45%)일 때, 등유와 같은 완만한 감소경향을 나타냈지만, 지반이 조밀한 상태(Dr=75%)에서는 초기 오염상태(wo=1%)부터 투수 계수가 급격히 감소하다 이후부터는 완만하게 수렴되었다.
- 1%로 가장 크게 감소하였다. 동일한 상대밀도와 함유비 조건에서 점도가 낮은 등유는 상대적으로 점도가 높은 유류보다 투수계수가 작게 감소하나, 점도가 높은 원유나 엔진오일은 투수계수가 크게 감소하였다.
- 엔진오일에 비해 작게 나타났다. 등유는 온도가 증가할수록 동점도가 작게 감소하였으나 원유와 엔진오일은 크게 감소하였다. 점도가 높은 유류일수록 온도에 따라 점도값이 크게 변화하였다.
- 동일한 상대 밀도와 함유비 조건에서 점도가 낮은 등유는 상대적으로 점도가 높은 유류보다 투수계수가 작게 감소하나, 점도가 높은 원유나 엔진오일은 상대적으로 크게 감소하였다. 등유는 함유비가 증가할수록 투수계수의 감소는 완만하였고, 원유는 지반이 느슨한 상태(Dr=45%)일 때, 등유와 같은 완만한 감소경향을 나타냈지만, 지반이 조밀한 상태(Dr=75%)에서는 초기 오염상태(wo=1%)부터 투수 계수가 급격히 감소하다 이후부터는 완만하게 수렴되었다. 유류오염 모래는 오염도가 증가할수록 토립자 사이로 일반수가 통과할 때, 유류로 인해 점차 투수계수가 작아지며 점도가 큰 유류일수록 투수계수는 크게 감소되었다.
- 크게 감소하였다. 또한 유류의 함유량이 증가할수록 전단강도는 점진적으로 감소하였다. Fig.
- 그의 연구에 의하면 모래가 유류로 포화되었을 때, 전단강도는 현저하게 감소하고 체적변형은 크게 증가하였다. 또한 축차응력과 축 변형으로부터 도출된 초기 접선탄성계수(Initial Tangent Modulus)는 유류가 모래 속에 함유되어 있을 때 현저하게 감소하였다. Hjeldnes et al.
- 8로 나타났다. 또한, 상대밀도 75%에서의 점도상수는 등유가 1.8이고 원유와 엔진오일은 각각 4.2와 4.6으로 나타났다. 지반상태가 단단하고 유류의 점도가 높을수록 점도 상수는 크게 나타났으며 유류의 점도값과 같은 경향을 나타내고 있었다.
- 나타내었다. 또한, 상대밀도가 높을수록 체적변위도 비례하여 팽창하고 있음을 알 수 있었다. 원유와 엔진오일은 상대 밀도가 작고 수직응력이 작을수록 체적이 압축(-)상태로 나타났으며 수직응력이 증가할수록 팽창(+)상태를 보이고 있었다.
- 1%로 감소하였다. 또한, 원유는 53.4% 와 51.2%로 줄어들었고, 엔진오일은 55.7%와 68.1%로 가장 크게 감소하였다. 동일한 상대밀도와 함유비 조건에서 점도가 낮은 등유는 상대적으로 점도가 높은 유류보다 투수계수가 작게 감소하나, 점도가 높은 원유나 엔진오일은 투수계수가 크게 감소하였다.
- 유류오염 모래는 오염도가 증가할수록 토립자 사이로 일반수가 통과할 때, 유류로 인해 점차 투수계수가 작아지며 점도가 큰 유류일수록 투수 계수는 크게 감소되었다. 상기와 같이 유류로 오염된 지반의 투수계수는 유류의 점도에 의해 투수계수가 감소하였으며 점성이 클수록 유속이 저하되는 것을 실험을 통해 확인하였다. 동점도시험에서 알 수 있듯이 유류의 점성은 온도에 따라 매우 민감하게 변한다.
- 특성차이에 의한 것으로 보인다. 실험결과, 점도가 큰 유류로 다진 모래가 상대적으로 점도가 낮은 등유로 다진 모래에 비하여 침하가 더 크게 발생하였으며 이것은 점도가 큰 원유와 엔진오일이 물과 점도가 낮은 등유에 비해 구조물의 안정에 나쁜 영향을 미칠 것으로 판단된다.
- 3%로 나타났다. 엔진오일은 35.8o~28.9o로 최대 21.2%가 감소하였다. Fig.
- Table 1에서 등유는 원유와 엔진오일의 동점도 값보다 작게 나타났다. 온도 증가에 따른 점도영향을 살펴보면 등유는 온도가 증가할수록 동점도 값이 완만히 감소하였으나, 점도가 높은 원유와 엔진오일의 동점도 값은 등유의 동점도 값보다 상대적으로 크게 감소하였다. 3종류의 유류가 온도가 증가함에 따라 동점도값은 감소하였으며 점도가 높은 유류일수록 온도증가에 따라 동점도 값의 저하가 크게 나타났다.
- 또한, 상대밀도가 높을수록 체적변위도 비례하여 팽창하고 있음을 알 수 있었다. 원유와 엔진오일은 상대 밀도가 작고 수직응력이 작을수록 체적이 압축(-)상태로 나타났으며 수직응력이 증가할수록 팽창(+)상태를 보이고 있었다. 함유비가 증가할수록 체적변위는 대체적으로 팽창(+)상태에서 압축(-)상태로 변화하였다.
- 등유는 함유비가 증가할수록 투수계수의 감소는 완만하였고, 원유는 지반이 느슨한 상태(Dr=45%)일 때, 등유와 같은 완만한 감소경향을 나타냈지만, 지반이 조밀한 상태(Dr=75%)에서는 초기 오염상태(wo=1%)부터 투수 계수가 급격히 감소하다 이후부터는 완만하게 수렴되었다. 유류오염 모래는 오염도가 증가할수록 토립자 사이로 일반수가 통과할 때, 유류로 인해 점차 투수계수가 작아지며 점도가 큰 유류일수록 투수계수는 크게 감소되었다.
- 등유는 함유비가 증가할수록 투수계수의 감소는 완만하였고, 원유는 지반이 느슨한 상태(Dr=45%)일 때, 등유와 같은 완만한 감소경향을 나타냈지만, 지반이 조밀한 상태(Dr=75%)에서는 초기 오염상태(wo=1%)부터 투수 계수가 급격히 감소하다 이후부터는 완만하게 수렴되었다. 유류오염 모래는 오염도가 증가할수록 토립자 사이로 일반수가 통과할 때, 유류로 인해 점차 투수계수가 작아지며 점도가 큰 유류일수록 투수계수는 크게 감소되었다.
- 유류의 특성에 따라 모래의 전단강도는 다르게 감소하였으며 대체적으로 점성이 작은 등유의 최대전단응력이 작게 감소하였고, 점성이 큰 원유와 엔진오일의 최대전단응력은 크게 감소하였다. 또한 유류의 함유량이 증가할수록 전단강도는 점진적으로 감소하였다.
- 6으로 나타났다. 지반상태가 단단하고 유류의 점도가 높을수록 점도 상수는 크게 나타났으며 유류의 점도값과 같은 경향을 나타내고 있었다.
- 6으로 나타났다. 지반의 다짐도가 높고, 유류의 점도가 높을수록 점도상수는 크게 나타났다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.