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동상민감성 판정 기준 신뢰성에 관한 연구
Evaluation on the Reliability of Frost Susceptibility Criteria 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.18 no.12, 2017년, pp.37 - 45  

진현우 (Department of Smart City & Construction Engineering, Korea University of Science & Technology) ,  유병현 (Geotechnical Engineering Research Institute, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) ,  이장근 (Geotechnical Engineering Research Institute, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, Department of Smart City & Construction Engineering, Korea University of Science & Technology)

초록

구조물은 영하의 온도가 유지되는 겨울철에 동상으로 인해 크고 작은 피해가 발생한다. 동상은 동토지반의 가장 대표적인 공학적 특성으로 다양한 동상민감성 판정법이 존재한다. 동상민감성 판정법은 크게 3가지로 분류할 수 있다. 첫 번째 동상민감성은 입도분포를 이용하여 결정된다. 많은 국가들이 지반의 입도분포를 이용해 비교적 간편한 동상민감성 판정법을 현장에 적용하고 있다. 그러나 본 논문에서 몇 가지 시료의 입도분포를 이용해 동상민감성 판정 기준에 적용한 결과에 따르면 입도분포로 토질의 동상민감성을 판정하기에는 다소 무리가 있다. 두 번째로는 동상시험에 의한 동상민감성 판정법이다. 새롭게 개발된 온도제어형 삼축셀을 이용한 동상 실내시험을 통해 동상민감성 기준 신뢰성을 분석하였다. 새롭게 개발된 장비와 시험방법은 기존에 제시하고 있는 동상민감성 판정 기준을 충족하는 것으로 판단되었다. 세 번째로는 복합적인 동상민감성 판정법으로 흙의 입도분포, 분류, 그리고 동상시험을 고려한 복합적인 동상민감성 판정 기준 그래프를 제시하고 있다. 본 논문에서 몇 가지 시료에 대해 복합적인 동상민감성 판정 기준에 적용한 결과 다양한 토질에 대한 추가적인 데이터를 바탕으로 복합적인 동상민감성 판정 그래프를 보완해야 할 것으로 판단되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Structural instability and damage are caused by frost heave during the winter when atmospheric temperature maintains below $0^{\circ}C$. Frost heave is the most representative engineering characteristics of frozen ground and there are various frost susceptibility criteria. Frost susceptib...

주제어

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문제 정의

  • 본 논문에서는 국내에서 개발한 온도제어형 삼축셀을 이용하여 동상시험을 수행하고 국외에서 제시하는 동상민감성 판정 기준에 대입해 신뢰성에 대해 판단한 후 한국형 동상민감성 판정 기준 정립 방향을 제시하고자 한다.
  • 본 논문에서는 국외에서 제시하고 있는 동상민감성 판정 기준의 신뢰성에 관한 연구를 수행했다. 국외에서 제시하고 있는 동상민감성 3가지 판정 기준에 대해 4가지 흙(주문진 표준사, 화강풍화토, 인공토양 1, 2)을 활용해 다음과 같은 결론을 도출하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물이 동결될 때 부피팽창이 발생하는 이유는 무엇인가? 물은 분자의 양극성으로 인해 동결(freezing)될 때 9%의 부피팽창이 발생한다(Lackner et al., 2005).
동상민감성 판정법은 크게 3가지로 분류할 수 있다. 그 3가지는 무엇인가? 동상민감성 판정법은 크게 3가지로 분류할 수 있다. 첫 번째 동상민감성은 입도분포를 이용하여 결정된다. 많은 국가들이 지반의 입도분포를 이용해 비교적 간편한 동상민감성 판정법을 현장에 적용하고 있다. 그러나 본 논문에서 몇 가지 시료의 입도분포를 이용해 동상민감성 판정 기준에 적용한 결과에 따르면 입도분포로 토질의 동상민감성을 판정하기에는 다소 무리가 있다. 두 번째로는 동상시험에 의한 동상민감성 판정법이다. 새롭게 개발된 온도제어형 삼축셀을 이용한 동상 실내시험을 통해 동상민감성 기준 신뢰성을 분석하였다. 새롭게 개발된 장비와 시험방법은 기존에 제시하고 있는 동상민감성 판정 기준을 충족하는 것으로 판단되었다. 세 번째로는 복합적인 동상민감성 판정법으로 흙의 입도분포, 분류, 그리고 동상시험을 고려한 복합적인 동상민감성 판정 기준 그래프를 제시하고 있다. 본 논문에서 몇 가지 시료에 대해 복합적인 동상민감성 판정 기준에 적용한 결과 다양한 토질에 대한 추가적인 데이터를 바탕으로 복합적인 동상민감성 판정 그래프를 보완해야 할 것으로 판단되었다.
동상(Frost heave)현상이 발생하는 원인은 무엇인가? , 2005). 영하의 온도가 지속될 때 흙 속에 존재하는 물이 얼음으로 변화하는 동결 현상이 발생하며 동결지역으로 물이 공급되며 아이스렌즈 (ice lense)가 형성되고, 아이스렌즈 형성에 의해 지표면이 팽창하는 동상(Frost heave)현상이 발생한다(Cwiakala et al., 2016).
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참고문헌 (22)

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  3. Casagrande, A. (1931), Discussion of frost heaving, Highway Research Board, Proceedings, Vol. 11, pp. 163-172. 

  4. Chamberlain, E. J. (1981a), Comparative evaluation of frostsusceptibility test, Frost Action and Risk Assessment in Soil Mechanics, Transportation Research Record, No. 809, pp. 42-52. 

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  11. Johnson, T. C., Berg, R. L., Carey, K. L. and Kaplar, C. W. (1975), Roadway design in seasonal frost areas, Transportation Research Board and Cold Regions and Engineering Laboratory, Technical report 259, pp. 18. 

  12. Kang, J. M., Kim, Y. S. and Lee, J. G. (2013), Evaluation method of frost heave for unsaturated soil, Journal of the Korean Geosynthetics Society, Vol. 12, No. 1, pp. 93-100. 

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  14. Kaplar, C. W. (1971), Experiments to simplify frost susceptibility testing of soils, technical report 223, Cold Regions Research and Engineering Laboratory, pp. 7-21. 

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  20. Shin, E. C., Ryu, B. H. and Park, J. J. (2013), The frost heaving susceptibility evaluation of subgrade soils using laboratory freezing system, Journal of the Korean Geosynthetics Society, Vol. 12, No. 2, pp. 13-23. 

  21. Song, W. K. and Kim, M. K. (2004), An assesment of fatigue life cycle for buried pipelines in consideration for corrosion and frost heave of a geotechnical medium, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, Vol. 24, No. 2004, pp. 267-275. 

  22. Taber, S. (1930), The mechanics of frost heaving, Journal of Geology, Vol. 38, pp. 303-317. 

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