미고결 이암은 쉽게 풍화되어 고결도 및 강도가 급속히 감소하는 성질을 가지고 있어 사면 붕괴 등의 문제를 일으킬 수 있고, 외관상으로는 단단한 암반으로 보이는 경우가 많아 지질조사 시 착각하기가 쉽다. 따라서 이암지반에서의 구조물 설계 시 이암 암반층에 강우가 흡수되어 변화하는 공학적 특성을 이해하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 경기도 여주지역 일대의 사면 절토 현장에서 채취한 자연 상태의 미고결 이암 시료를 대상으로 공학적 특성을 파악하기 위한 실내 시험을 수행하였다. 자연 상태의 미고결 이암 시료의 기본적인 성질을 파악하기 위한 기본 물성 실험, 변형 특성을 확인하기 위해 슬레이크 내구성지수 결정 시험과 흡수팽창 지수 결정 시험을 수행하고, 슬레이크 사이클 횟수에 따라 전자 주사 현미경(SEM) 촬영을 통하여 시료표면의 변형을 관찰하였다. 이와 더불어 미고결 이암의 전체 변형률 영역에서 물에 대한 영향을 살펴보기 위해서 직접전단시험, 공진주시험을 수행하였다. 함수비의 증가에 따른 역학적 변화를 확인할 수 있었으며, 따라서 미고결 이암이 넓게 분포하는 지역에서는 강우 유입에 따라 강도저하 및 변형이 발생할 수 있으므로 구조물 설계 시에 각별한 주의가 필요한 것으로 판단된다.
미고결 이암은 쉽게 풍화되어 고결도 및 강도가 급속히 감소하는 성질을 가지고 있어 사면 붕괴 등의 문제를 일으킬 수 있고, 외관상으로는 단단한 암반으로 보이는 경우가 많아 지질조사 시 착각하기가 쉽다. 따라서 이암지반에서의 구조물 설계 시 이암 암반층에 강우가 흡수되어 변화하는 공학적 특성을 이해하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 경기도 여주지역 일대의 사면 절토 현장에서 채취한 자연 상태의 미고결 이암 시료를 대상으로 공학적 특성을 파악하기 위한 실내 시험을 수행하였다. 자연 상태의 미고결 이암 시료의 기본적인 성질을 파악하기 위한 기본 물성 실험, 변형 특성을 확인하기 위해 슬레이크 내구성지수 결정 시험과 흡수팽창 지수 결정 시험을 수행하고, 슬레이크 사이클 횟수에 따라 전자 주사 현미경(SEM) 촬영을 통하여 시료표면의 변형을 관찰하였다. 이와 더불어 미고결 이암의 전체 변형률 영역에서 물에 대한 영향을 살펴보기 위해서 직접전단시험, 공진주시험을 수행하였다. 함수비의 증가에 따른 역학적 변화를 확인할 수 있었으며, 따라서 미고결 이암이 넓게 분포하는 지역에서는 강우 유입에 따라 강도저하 및 변형이 발생할 수 있으므로 구조물 설계 시에 각별한 주의가 필요한 것으로 판단된다.
Engineers should take great care of characterizing the engineering properties of mudrock, because the uncemented mudrock can be considered as a hard rock in appearance. Therefore, the mudrock samples obtained from the cut slope in Gyeongki-do were tested to evaluate the strength characteristics of u...
Engineers should take great care of characterizing the engineering properties of mudrock, because the uncemented mudrock can be considered as a hard rock in appearance. Therefore, the mudrock samples obtained from the cut slope in Gyeongki-do were tested to evaluate the strength characteristics of uncemented mudrock in this study. The performed tests are index properties, slake durability, and swelling tests for the classification of the mudrock for engineering practice. To evaluate the effect of water on the engineering properties of the uncemented mudrock, resonant column, triaxial compression and direct shear tests with various water contents were performed. With the increasing water contents, stiffness at very small to small strain region and the cohesion value of the strength parameters decrease. Based on the test results, engineers should take great care of evaluating the engineering properties of uncemented mudrock.
Engineers should take great care of characterizing the engineering properties of mudrock, because the uncemented mudrock can be considered as a hard rock in appearance. Therefore, the mudrock samples obtained from the cut slope in Gyeongki-do were tested to evaluate the strength characteristics of uncemented mudrock in this study. The performed tests are index properties, slake durability, and swelling tests for the classification of the mudrock for engineering practice. To evaluate the effect of water on the engineering properties of the uncemented mudrock, resonant column, triaxial compression and direct shear tests with various water contents were performed. With the increasing water contents, stiffness at very small to small strain region and the cohesion value of the strength parameters decrease. Based on the test results, engineers should take great care of evaluating the engineering properties of uncemented mudrock.
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문제 정의
따라서 실제 사면 설계 및 내진 설계에 적용하고, 물의 영향에 따른 이암의 변형특성을 파악하기 위해서는 전체 변형률 영역을 파악할 수 있는 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 경기도 여주지역 일대의 사면 절 토 현장에서 채취한 자연 상태의 미고결 이암 시료의 공학 적 특성을 확인하는 각종 실내 시험을 수행하였다. 2.
본 연구 시료를 분류한 결과 “Very low durability-Low plasticity” 로 나타났다. 본 연구에서는 슬레이크 사이클 횟수에 따른 자연상태 미고결 이암 시료의 표면을 분석하기 위하여 전자주사 현미경 (Scanning Electron Microscope)으로 1,500배 확대하여 살펴 보았다. Fig.
결 론 본 연구에서는 경기도 여주지역 일대의 사면 절토 현장에 서 채취한 자연상태의 미고결 이암 시료를 대상으로 변형 특 성을 알아보기 위하여 기본 물성 실험, Slaking 및 Swelling 시험을 수행하였고, 슬레이킹 사이클 횟수에 따른 SEM 촬 영을 수행하였다. 또한 미고결 이암 시료의 강도 특성을 확 인하기 위한 직접전단시험과 동적거동을 확인하기 위한 공 진주시험을 수행하였다. 각각의 시험을 통하여 미고결 이암 의 공학적 특성을 확인하고 시험 결과를 토대로 다음과.
제안 방법
공진주시험 결과를 통하여 미소변형영역에서의 전단탄성 계수와 감쇠비의 함수비 영향을 파악할 수 있었으며 이러한 영향이 미고결 이암지반의 사면 및 내진 설계 시 충분히 고 려되어야 할 것으로 판단된다. 3.4 건조-습윤 하에서의 강도 특성 미고결 이암 시료의 건조-수침 사이클에 따른 강도 특성을 확인하기 위해 직접전단시험을 수행하였다. 자연상태로 재성 형한 시료를 전단 후 1시간 수침, 1시간 건조 후 건조-수침 첫 번째 사이클의 2차 전단을 수행하였고, 2차 전단 수행 후 1시간 수침, 1시간 건조를 반복한 후 건조-수침 두 번째 사이클의 3차 전단을 수행하였다.
4 건조-습윤 하에서의 강도 특성 미고결 이암 시료의 건조-수침 사이클에 따른 강도 특성을 확인하기 위해 직접전단시험을 수행하였다. 자연상태로 재성 형한 시료를 전단 후 1시간 수침, 1시간 건조 후 건조-수침 첫 번째 사이클의 2차 전단을 수행하였고, 2차 전단 수행 후 1시간 수침, 1시간 건조를 반복한 후 건조-수침 두 번째 사이클의 3차 전단을 수행하였다. 이때 수직응력은 100kPa, 200kPa, 300kPa로 하였다.
이때 수직응력은 100kPa, 200kPa, 300kPa로 하였다. 직접전단시험을 실시한 후 전단 응력에 대한 수직응력을 도시하여 미고결 이암의 내부마찰 각 와 점착력 c를 얻었고, 전단변위에 대한 전단응력을 측 정하였다. 수침-건조 첫 번째 사이클 후 점착력은 50.
4. 결 론 본 연구에서는 경기도 여주지역 일대의 사면 절토 현장에 서 채취한 자연상태의 미고결 이암 시료를 대상으로 변형 특 성을 알아보기 위하여 기본 물성 실험, Slaking 및 Swelling 시험을 수행하였고, 슬레이킹 사이클 횟수에 따른 SEM 촬 영을 수행하였다. 또한 미고결 이암 시료의 강도 특성을 확 인하기 위한 직접전단시험과 동적거동을 확인하기 위한 공 진주시험을 수행하였다.
68%로 나타났다. 본 연구에서 사용된 시료는 암석이지만 흙과 매우 유사 한 경향을 보이고, 팽창변형률에 대한 암석의 정확한 기준 이 없기 때문에을 60min 동안 재하하여 압밀 후 실험을 실시하였다. Fig.
자연상태의 미고결 이암 시료는 매우 낮은 내구성을 가 지고 있고, 흡수팽창변형에 있어 암의 관점에서 문제를 일 으킬 수 있다. 또한 물의 침투에 의해 전단강 하였다. 이것은 입자 간의 결합력이 약해지면서 오히려 입 자의 비표면적이 넓어짐에 따라 상승한 것으로 판단된다.
7에 전단변형률에 따른 감쇠비의 변화를 나타내었다. 전단변형률에 따른 감쇠비의 변화는 전단변형률의 흙의 관점에서 팽창 잠재성 기준과 비교하였 다. 흙의 팽창 가능성을 나타내는 팽창 지수, EI(Expansion Index)는 Eq.
이론/모형
시료는 전체적으 로 손으로 쉽게 부술 수 있을 정도의 약한 내구성을 가졌다. 슬레이크 내구성 지수가 작은 경우에는 흙에 가까운 성질 을 가지는 것으로 생각하여 Gamble(1971)이 제안한 흙에 대 한 Atterberg 한계 시험을 통하여 얻어지는 소성지수와 2차 슬레이크 내구성 지수()를 이용하여 분류하기도 한다. 본 연구 시료를 분류한 결과 “Very low durability-Low plasticity” 로 나타났다.
각각의 시험을 통하여 미고결 이암 의 공학적 특성을 확인하고 시험 결과를 토대로 다음과. 공진주시험을 통해 자유진동감쇠법과 Half-power bandwidth 법을 이용하여 감쇠비를 획득할 수 있다. 본 연구에서는 Half-power bandwidth 법을 사용하여 감쇠비를 획득하였고, Fig.
공진주시험을 통해 자유진동감쇠법과 Half-power bandwidth 법을 이용하여 감쇠비를 획득할 수 있다. 본 연구에서는 Half-power bandwidth 법을 사용하여 감쇠비를 획득하였고, Fig. 7에 전단변형률에 따른 감쇠비의 변화를 나타내었다. 전단변형률에 따른 감쇠비의 변화는 전단변형률의 흙의 관점에서 팽창 잠재성 기준과 비교하였 다.
16의 낮은 팽창 지수를 보이며, 이는 Uniform Building Code(1968) 기준에 따라 분류하면 very low 등급에 해당된다. 팽창 잠재성은 매우 낮음으로 구분되 어 팽창 자체가 문제를 야기하지 않을 것으로 판단되나, 이 암은 물을 흡수하게 되면 팽창하면서 입자 구조가 변하며 본연의 암의 성질을 잃어버리기 때문에 문제를 2308), 시료의 점토 함유량을 확인하기 위해 흙의 씻기 시험(KS F 2309)을 수행하였다. 기본 물성 시험을 수행하여 얻은 결과를 정리하면 Table 1과 같다.
성능/효과
기본 물성 시험을 수행하여 얻은 결과를 정리하면 Table 1과 같다. 본 연구의 이암 시료의 비중은 2.76, 200번체 통 과율은 40.47%이고, 단위중량은 2.13g/cm3 로 다른 암종과 비교해볼 때 단위중량이 약간 낮게 나타나는 쇄설성 퇴적암 의 특징을 보여준다. 슬레이크 내구성 시험과 흡수팽창 시험의 경우 자연상태 의 시료를 사용하였으며 공진주시험과 삼축시험의 경우 함 수비를 조절하여 단위중량을 자연 시료와 균일하게 재성질구조를 가지고 있는 사면에 강 우 및 절토 등의 외적 유인이 가하여질 경우 산사태가 발생 되기 쉽다.
본 연구 시료를 분류한 결과 “Very low durability-Low plasticity” 로 나타났다.
1 시험 시료 본 연구에서 사용된 시료는 자연상태 미고결 이암 시료로 시료의 액성한계 및 소성한계를 확인하기 위해 흙의 액성한 계･소성한계시험(KS F 2303), 시료의 입자 밀도를 확인하 기 위해 흙의 밀도 시험(KS F수는 1회에서 2회로는 약 63%가 감소했 고, 2회에서 3회로는 약 37%가 감소했다. 시료는 전체적으 로 손으로 쉽게 부술 수 있을 정도의 약한 내구성을 가졌다. 슬레이크 내구성 지수가 작은 경우에는 흙에 가까운 성질 을 가지는 것으로 생각하여 Gamble(1971)이 제안한 흙에 대 한 Atterberg 한계 시험을 통하여 얻어지는 소성지수와 2차 슬레이크 내구성 지수()를 이용하여 분류하기도 한다.
동일한 함수비의 경우 구속압이 증가함에 따라 전단탄성계수는 증가하는 경 향을 보이지만, 동일한 구속압의 경우에는 함수비가 증가함 에 따라 전단탄성계수가 감소하는 것을 확인할 수 있다9는 각각 함수비 및 구속압에 따른 감쇠비 의 경향을 살펴보기 위한 그림이다. 동일한 함수비의 경우 구속압이 증가함에 따라 감쇠비는 뚜렷한 경향을 보이지 않 지만, 동일한 구속압의 경우에는 함수비가 증가함에 따라 감쇠비가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 공진주시험 결과를 통하여 미소변형영역에서의 전단탄성 계수와 감쇠비의 함수비 영향을 파악할 수 있었으며 이러한 영향이 미고결 이암지반의 사면 및 내진 설계 시 충분히 고 려되어야 할 것으로 판단된다.
그러므로 물의 침투에 따른 전단강도 감소는 미고결 이암이 분포하는 지반의 구조 물 설계 시 매우 주의해야 할 것으로 판단된다. (4) 미고결 이암은 동일한 함수비의 경우 구속압이 증가함 에 전단탄성계수는 증가하지만, 감쇠비는 뚜렷한 경향 을 보이지 않았다. 동일한 구속압의 경우 함수비가 커 질수록 전단탄성계수는 감소하는 경향을 보이지만, 감 쇠비는 증가하는 경향을 나타내었다.
(4) 미고결 이암은 동일한 함수비의 경우 구속압이 증가함 에 전단탄성계수는 증가하지만, 감쇠비는 뚜렷한 경향 을 보이지 않았다. 동일한 구속압의 경우 함수비가 커 질수록 전단탄성계수는 감소하는 경향을 보이지만, 감 쇠비는 증가하는 경향을 나타내었다. 자연상태의 미고결 이암 시료는 매우 낮은 내구성을 가 지고 있고, 흡수팽창변형에 있어 암의 관점에서 문제를 일 으킬 수 있다.
2. 시험 시료 및 방법 2.1 시험 시료 본 연구에서 사용된 시료는 자연상태 미고결 이암 시료로 시료의 액성한계 및 소성한계를 확인하기 위해 흙의 액성한 계･소성한계시험(KS F 2303), 시료의 입자 밀도를 확인하 기 위해 흙의 밀도 시험(KS F수는 1회에서 2회로는 약 63%가 감소했 고, 2회에서 3회로는 약 37%가 감소했다. 시료는 전체적으 로 손으로 쉽게 부술 수 있을 정도의 약한 내구성을 가졌다.
후속연구
국내･외로 이암의 강도특성 및 압밀특성 등의 여러 특성 들에 대해 평가하기 위해 전반적인 연구가 시도되었지만, 사면 설계 등에 적용될 수 있는 물의 침투에 의한 강도 특 성을 분석하거나 내진 설계와 관련된 동적 물성치의 특성을 확인하기 위한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 실제 사면 설계 및 내진 설계에 적용하고, 물의 영향에 따른 이암의 변형특성을 파악하기 위해서는 전체 변형률 영역을 파악할 수 있는 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 경기도 여주지역 일대의 사면 절 토 현장에서 채취한 자연 상태의 미고결 이암 시료의 공학 적 특성을 확인하는 각종 실내 시험을 수행하였다.
동일한 함수비의 경우 구속압이 증가함에 따라 감쇠비는 뚜렷한 경향을 보이지 않 지만, 동일한 구속압의 경우에는 함수비가 증가함에 따라 감쇠비가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 공진주시험 결과를 통하여 미소변형영역에서의 전단탄성 계수와 감쇠비의 함수비 영향을 파악할 수 있었으며 이러한 영향이 미고결 이암지반의 사면 및 내진 설계 시 충분히 고 려되어야 할 것으로 판단된다. 3.
감사의 글 본 연구는 한국건설기술연구원 주요사업(도심지 재난 대 응형 방향성 굴착 시스템 개발)의 지원에 의해 수행따라 입자 간의 결합력이 약해지면서 발생하는 것으로 판단된다. 그러므로 물의 침투에 따른 전단강도 감소는 미고결 이암이 분포하는 지반의 구조 물 설계 시 매우 주의해야 할 것으로 판단된다. (4) 미고결 이암은 동일한 함수비의 경우 구속압이 증가함 에 전단탄성계수는 증가하지만, 감쇠비는 뚜렷한 경향 을 보이지 않았다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사면 붕괴에 의한 피해를 저감시키기 위해 중요한 것은?
그러나 최근 이상기 후로 인한 집중강우, 태풍 등에 의해 사면 붕괴가 매년 증가 하고 있으며 2011년 서울 우면산 산사태 사례에서 볼 수 있 듯이 사면에 의한 재해가 산악지뿐만 아니라 도심지로도 확 대되고 있는 추세이다. 이 같은 사면 붕괴에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 무엇보다 우리나라 지질 및 지반의 특 성을 이해하는 것이 중요하다. 일반적으로 사면 파괴의 요인으로는 내적 요인(잠재적 소 인)과 외적 요인(직접적 유인)의 두 가지로 크게 나눌 수 있 으며 이들 두 요인이 함께 구비되었을 때 산사태가 발생된 다.
국내의 자연사면이 발생하는 요인과 그 추세는?
따라서 국내의 사면 붕괴에 의한 재난 방재 준비는 국토해양부, 국민안전처, 산림청 등의 국 가기관에서 지속적으로 진행되고 있다. 그러나 최근 이상기 후로 인한 집중강우, 태풍 등에 의해 사면 붕괴가 매년 증가 하고 있으며 2011년 서울 우면산 산사태 사례에서 볼 수 있 듯이 사면에 의한 재해가 산악지뿐만 아니라 도심지로도 확 대되고 있는 추세이다. 이 같은 사면 붕괴에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 무엇보다 우리나라 지질 및 지반의 특 성을 이해하는 것이 중요하다.
일반적인 사면 파괴의 요인은 어떻게 나눌 수 있나??
이 같은 사면 붕괴에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 무엇보다 우리나라 지질 및 지반의 특 성을 이해하는 것이 중요하다. 일반적으로 사면 파괴의 요인으로는 내적 요인(잠재적 소 인)과 외적 요인(직접적 유인)의 두 가지로 크게 나눌 수 있 으며 이들 두 요인이 함께 구비되었을 때 산사태가 발생된 다. 즉 내적으로 취약한 지풍화 작용을 받게 된다.
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