[논문]해역별 준설토의 침강압밀 및 매립지 표층강도 특성

이상웅; 구본효; 최차석; 이준호

doi:10.14481/jkges.2015.16.7.15

해역별 준설토의 침강압밀 및 매립지 표층강도 특성
The Characteristics of Sedimentation-Consolidation and Surface Strength for Dredging and Landfill Areas in Each Coast 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.16 no.7, 2015년, pp.15 - 22

이상웅 (Geotechnical Engineering, Hang-Do Engineering) , 구본효 (Head of Research Center, Hang-Do Engineering) , 최차석 (Seo-Jin Geotech) , 이준호 (Seo-Jin Geotech)

초록
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본 연구는 국내 해역별 준설토의 침강압밀 특성 및 투기장 내 매립된 준설매립토의 표층강도 특성을 조사하였다. 준설토의 자중압밀특성 분석을 위하여 Column test를 수행하고 그 결과를 기존의 문헌자료 및 해역별 준설토 투기장 설계 자료와 비교 분석하였다. 또한 휴대용 콘 관입시험기를 이용하여 서해 및 남해 연안 주요 매립지에서 현장시험을 수행하고 준설토의 매립 후 표층강도를 분석하였다. 분석결과 침강압밀계수는 남해안 지역의 준설토가 서해안 준설토 보다 초기 함수비에 대해 좀 더 예민하게 변화하는 것으로 나타났으며, 준설매립지의 표층강도는 서해안이 남해안보다 큰 강도 값을 나타내었다. 이러한 연구결과는 준설매립분야의 해석 및 설계를 위한 중요한 자료로 활용 가능할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study gives the characteristics of sedimentation-consolidation and surface strength for dredging and landfill areas in each coast. For the analysis of the sedimentation-consolidation characteristics, the column tests were performed and the results were compared with existing various literatures and design reports for dredged soil disposal. The surface strength of landfill soils of west and south coast were investigated by using the portable cone tester. As a results of analysis, the coefficient of sedimentation-consolidation on south coastal dredging soils is more sensitive with variation of initial water contents than on the west coastal dredging soils. And the surface strength of the dredging landfills is a higher in the west coast than in the south coast. Finally, the results of this study will be utilized as a basis data for analysis and design in the field of dredging and landfill.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

남해지역은 부산항 신항과 광양지역을 중심으로 기존에 수행된 조사 자료를 기초하여 금회 현장시험결과와 함께 비교･정리 하였다.
본 연구는 상기의 문제점에 대해 기 수행된 국내 준설 매립지에 대한 조사자료 및 문헌자료들을 분석하여 국내 준설토의 침강거동 특성 및 매립지 표층강도 특성을 정리함으로써 설계 시 사전 기초자료를 제공하고자 한다.

제안 방법

(1) 서해안과 남해안을 중심으로 국내 주요 항만지역의 준설토의 침강압밀 특성을 분석하였다. 침강압밀계수의 경우 남해안 지역의 준설토가 서해안 준설토 보다 함수비에 대해 좀 더 예민하게 변화하는 것을 알 수 있었으며, 국내 서･남해 준설토의 함수비에 대한 침강압밀계수는 C_s=0.
각 지역 준설토의 침강특성 분석을 위해 인천, 태안, 광양, 마산의 자료는 직경 9～20cm의 투명한 아크릴로 Column을 제작하여 침강압밀시험이 기 수행되었다. 해당 프로젝트 보고서를 참고하여 시험결과를 정리하였으며, 시험 조건과 사용된 시료특성은 Table 2～9와 같다(한국농어촌공사, 2007; 마산지방해양수산청, 2001).
국내 해역별 준설토의 침강압밀 특성을 평가하기 위해 서해안과 남해안의 기존 시험결과를 조사분석 하였다. 서해안의 경우 인천과 태안지역의 자료를 조사정리 하였으며, 남해안은 광양과 마산지역의 자료를 활용하였다.
따라서 금회 연구에서는 세립질로 매립된 서･남해안의 대표적 준설토 투기장에 대해 기존 보고서조사 및 휴대용 콘 관입시험기(Portable CPT)를 이용한 현장시험을 수행하고 표층강도 특성을 분석하였다.
또한 본 연구를 위해 부산항 신항 남컨테이너 배후단지구간 내에 투기 되어 있는 매립토를 채취하여 침강압밀시험(Column test)을 추가 수행하였다.
본 연구를 위해 우선 기 발표된 보고서 및 논문 등을 취합, 국내 주요 해양 준설토 특성을 분석하였으며, 매립지 표층 강도 특성 파악을 위해 휴대용 시험기를 이용한 현장시험을 수행하였다.
본 연구에서는 준설매립분야의 DB 구축 및 매립시뮬레이터 개발과제의 일환으로 국내 준설토 투기장과 관련하여기 수행된 준설매립사업 보고서 및 지반조사 자료를 활용하여 Data를 분석 정리하고 추가 실내외시험을 통해 준설토의 침강압밀 특성과 매립 후 표층강도 특성을 분석하였다.
상기의 시험으로부터 해역별 계면고(H)-실질 토량고(H_s)의 관계를 분석하였다. 분석은 자중압밀 시･종점에 대해 구분 정리하였으며, 그 결과는 Table 13～14 및 Fig.
서해안의 경우 인천과 태안지역의 자료를 조사정리 하였으며, 남해안은 광양과 마산지역의 자료를 활용하였다. 아울러 본 연구를 위해 부산지역의 준설토 투기장 내 시료를 채취하여 침강압밀시험(Column test)을 추가 실시하였다.

대상 데이터

Column test는 투명한 아크릴로 Column을 제작하고 시료는 부산신항에서 채취된 #200체 통과율 99%를 나타내는 고소성 점토(CH)를 이용하였으며, 시험조건 및 시험 장치는 Table 10～11과 같다.
국내 해역별 준설토의 침강압밀 특성을 평가하기 위해 서해안과 남해안의 기존 시험결과를 조사분석 하였다. 서해안의 경우 인천과 태안지역의 자료를 조사정리 하였으며, 남해안은 광양과 마산지역의 자료를 활용하였다. 아울러 본 연구를 위해 부산지역의 준설토 투기장 내 시료를 채취하여 침강압밀시험(Column test)을 추가 실시하였다.
현장시험은 남해안 및 서해안에 조성된 주요 준설토 투기장중 인력진입이 가능한 부산항 신항, 광양항, 군산항, 대산항, 평택항, 인천 영동도 투기장을 대상으로 실시하였으며, 현장위치 및 매립재 조건은 Table 16과 같다.

성능/효과

(2) 또한 해역별 준설토의 침강계면고와 실질토량고의 관계를 분석한 결과 남해안 지역의 준설토가 서해안 지역 준설토 보다 큰 관계계수를 보여 동일 실질 토량고에서 자 중압밀 시･종점의 계면고는 남해안 지역 준설토가 다소 높게 형성되는 것으로 분석되었다.
(3) 준설매립지의 표층강도 특성을 분석한 결과 서해안이 남해안보다 큰 강도 값을 나타냈으며, 이는 실트 및 세립모래가 상대적으로 많은 서해준설토의 특성과 큰 조수간만의 차이에 따른 다짐현상에 기인하는 것으로 판단된다. 하지만 준설매립지의 표층강도는 준설조건, 준설토의 성분특성 및 방치기간 등 외부적인 요인에 의해 큰 차이를 보임에 따라 지역별 직접적인 비교･평가는 불가한 것으로 사료된다.
시험결과 매립토성의 영향으로 서해지역의 매립지가 남해지역보다 큰 콘 저항치를 나타내었다.
충남 대산항, 경기도 평택항, 인천 영종도로 대표되는 서해안 준설매립지는 현장시험결과 남해안 지역에 비해 큰 콘 저항치를 보였다. 이는 남해 준설토는 세립질 점토가 주성분이지만 서해 준설토는 실트질 및 세립모래가 혼합된 영향으로 판단된다.
침강압밀계수의 경우 남해안 지역의 준설토가 서해안 준설토 보다 함수비에 대해 좀 더 예민하게 변화하는 것을 알 수 있었으며, 국내 서･남해 준설토의 함수비에 대한 침강압밀계수는 Cs=0.0001×wn(%)+0.0663의 관계를 보이는 것으로 분석되었다.
해역별 계면고와 실질 토량고 관계분석 결과 자중압밀 시점에서 서해안 준설토의 A 계수는 평균 1.099, B 계수는 평균 0.843으로 산정되었으며, 남해안 준설토의 경우 A 계수는 평균 1.149, B 계수는 평균 0.876으로 산정되어 서해안에 비해 A 계수 값이 다소 크게 평가되었다. 이러한 결과는 동일 실질 토량고 조건에서 자중압밀 시점에서의 계면고가 남해안 지역이 서해안 지역보다 높게 나타남을 의미하는 것으로 실트질 성분이 많은 서해안 준설토가 상대적으로 빠른 침강속도를 나타내어 자중압밀 시점에서의 계면고가 남해안 준설토에 비해 낮게 나타나기 때문인 것으로 사료된다.

후속연구

(4) 상기와 같이 수행된 본 연구를 통하여 국내 준설토 및 매립지의 개략적 특성을 파악할 수 있었으며 향후 본 자료가 설계 시 요구되는 침강자중 압밀해석, 준설매립거동 예측 등에 유용한 기초자료로 활용 가능 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	해상 준설토의 재활용이 어려운 이유는?	최근 하천정비 사업을 비롯하여 항만연안개발사업에 따른 많은 양의 준설토가 발생되고 있다. 일반적으로 하천에서 발생되는 준설토는 주로 염분이 적은 조립질로 성토용이나 건설자재 및 부지 매립재로 재활용 가능한 반면에, 해상 준설토는 염분이 많고 주로 연약한 점토질이어서 재활용에 많은 애로사항이 있다. Table 1은 국내에서 발생된 항만 준설토의 처리 및 활용 실적(윤길림과 김한선, 2011)을 정리한 것으로서 지금까지 투기장 조성 후 매립하거나 외해 투기하는 방법이 주로 이용되어 왔다.
	해양 준설토로 매립지를 만드는 것은 어떤 문제가 있는가?	해양 준설토는 1차적으로 많은 염분을 포함하고 있어 건설재료의 재활용을 위해서는 추가 처리비용이 요구되고 더욱이 육상에서 침식된 토사들이 이동, 퇴적되는 과정에서 세립질의 토사들로 구성되어 매우 연약한 특성을 가지게 된다. 이러한 토사들을 준설 후 투기장 내에 투기하거나 항만배후단지 매립 후 부지로 활용하는 경우 매립부지는 고함수상태의 연약한 역학특성을 가지게 되어 지반개량이 요구되며 지반개량을 위한 추가 조사가 요구되는 등 사업비의 증가요인이 발생된다.
	준설토의 투기는 왜 어려워졌는가?	하지만 1993년 런던협약(폐기물 해양투기 규제), 1996년 개정의정서 채택 등에 따른 환경적 규제가 엄격해짐에 따라 준설토의 외해 투기는 어려워지는 현실이다. 이러한 국내외적 사정으로 준설토 처리는 근래 들어 신규투기장을 조성하고 준설토를 매립 후 부지로 개발하는 방안이 적극 이용되고 있으며 가장 현실적인 대책으로 사료된다.

참고문헌 (8)

광양신항만(주) (2008), 광양항 3-3단계 컨테이너 민간투자사업 설계보고서, pp. 109-141.
군산지방해양수산청 (2005), 군장 신항만 남측안벽(3공구)축조공사 지반조사보고서, pp. 58-101.
군산지방해양수산청 (2011), 군산항 유연탄 전용부두(74선석) 축조공사 기본 및 실시설계 보고서, pp. 75-119.
군산지방해양수산청 (2014), 군산항 해상풍력 지원부두 축조공사 기본 및 실시설계중 지반조사 및 시험보고서, pp. 31-58.
마산지방해양수산청 (2001), 마산항 개발사업(1-1단계) 민간투자시설사업 기본설계 중 침강 및 자중압밀 실험보고서, pp. 60-65.
부산항 건설사무소 (2014), 부산항 신항 남컨테이너부두 항만배후단지 조성공사 기본 및 실시설계보고서, pp. 375-414.
윤길림, 김한선 (2011), 준설토 활용공학, 도서출판 씨아이알, pp. 11.
한국농어촌공사 (2007), 태안 관광레져형 기업도시 조성사업실시설계중 자중압밀시험 보고서, pp. 50-56.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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