$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

다양한 조건에 따른 지반함몰과 지중공동 확장에 대한 실험적 연구
Experimental Study on Ground Subsidence and Underground Cavity Expansion under Various Conditions 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.27 no.2, 2017년, pp.143 - 152  

정성윤 (한국과학기술원 건설및환경공학과) ,  타렉 카루이 (한국과학기술원 건설및환경공학과) ,  정영훈 (한국과학기술원 건설및환경공학과) ,  김동수 (한국과학기술원 건설및환경공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

최근 도심지에서 자주 발생하는 지반함몰 문제는 사회적 문제로 대두되고 있으며, 지반함몰에 대한 시민들의 우려는 증가하고 있다. 그에 비해 지반함몰 발생 메커니즘에 대한 이해는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 모형실험을 통해 다양한 지하수 조건에서 지하수와 토사가 동시에 유실될 때의 지반함몰 발생 메커니즘을 평가하고자 한다. 실험을 통해서 밝혀진 지반함몰 메커니즘의 주요 인자는 지하수 흐름 방향, 유출부위 주변 수두차, 지중 공동 유지를 위한 지반 내 강도 등이다. 첫째로 지하수와 토사가 동시에 유실될 때 토사의 유실은 지하수 흐름 방향을 따라 발생하며 이는 지중 공동 생성 및 공동 확장 방향을 결정짓는 요소임을 확인했다. 둘째로 지하수 및 토사가 유실되는 위치 주변의 수두차가 높아질수록 지반함몰 발생 속도가 급격히 빨라지는 것이 실험적으로 확인되었다. 마지막으로 지중 공동 확장으로 인해 최종적으로 갑작스런 붕괴를 일으킬 수 있음이 확인되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently frequent occurrence of ground subsidence cases has become social issue, and people's concern on this problem has been growing accordingly. Meanwhile, understanding on the mechanism of ground subsidence formation is not enough. Therefore, this study aims for evaluating formation mechanism of...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구를 토대로 지중 굴착 현장으로 지하수와 토사가 유실됨으로 인한 지반함몰 메커니즘에서 중요한 요소 세 가지 및 각 요소가 지반함몰 발생 메커니즘에 미치는 영향을 확인했다.
  • 본 연구에서는 균질한 사질토를 이용해 지반함몰 메커니즘을 평가했다. 그러나 실제 지반의 입도 분포는 다양하며,실제 사례 및 실험 결과에 의하면 다양한 입도분포를 가진 지반에서 세립분의 유출이 지반함몰 메커니즘에 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려졌다(Kuwano et al.
  • 본 연구의 목적은 굴착현장 주위의 다양한 지하수 조건에 따른 지반함몰 메커니즘에 대해 평가하는 것이다. 터널 혹은 기초 굴착을 진행할 때 종종 지하수위 아래에서 굴착이 진행된다.
  • 따라서 지하수 흐름 및 토사 유실로 인한 지반함몰 메커니즘을 확인하기 위해 지하수 조건 및 배수 방향을 달리한 모형실험을 진행했다. 이를 위해 본 연구에서는 터널 굴착 현장을 모사하기 위한 수직방향 배수 실험, 개착식 굴착 현장을 모사하기 위한 수평방향 배수 실험을 진행했다. 본 연구에서는 입도가 균질한 흙을 이용해 지하수위 아래에서의 지하수 흐름에 따른 지반함몰 메커니즘에 대한 평가를 진행할 예정이다.

가설 설정

  • 둘째로 트랩도어 주변 지하수위와 지반함몰 진행 속도의 상관관계이다. 지하수면의 경사와 관계없이 모형지반 좌측 지하수위가 300 mm인 경우 4분 내로, 모형지반 좌측 지하수위가 200 mm인 경우 4~6분 내로 지반함몰이 발생했다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
도심지에서 상하수도관, 지하차도, 고층건물 기초공사와 같은 지중 굴착공사가 수행되는 이유는? 도심지에서는 효율적인 공간 활용을 위해 상하수도관, 지하차도, 고층건물 기초공사 등 지중 굴착공사가 수행된다. 최근 도심지 굴착공사 현장 주변에서 지반함몰 현상이 빈번하게 발생하고 있다.
지반함몰사고를 발생시키는 원인은 무엇인가? 이와 같이 시민들의 불안감을 야기할 수 있는 지반함몰사고를 발생시키는 원인으로는 상하수도관 결함, 굴착공사 등으로 알려져 있다. 그러나 지반함몰 발생 메커니즘에 대한 이해는 부족한 실정이다.
지하수 흐름 방향, 수두차, 공동 상부의 지반 강도 등이 지반함몰 메커니즘에 미친 영향은? 각 요소가 지반함몰 메커니즘에 미친 영향은 다음과 같다. 먼저 지하수 흐름 방향을 따라 공동 확장 방향이 달라졌다. 이를 통해 지하수 흐름 방향이 공동 확장 방향에 영향을 미침이 확인되었다. 또한 지하수 유출부위 수두차가 커질수록 지반함몰 발생 속도가 급격하게 빨라짐을 알 수 있다. 즉, 지하수 유출이 발생할 경우 주변 지하수위가 낮은 경우 지표면에서 아무 징후가 발생하지 않은 채로 천천히 공동이 확장되다가 지반함몰이 발생할 수 있다는 점을 시사한다. 마지막으로 지중 공동이 충분히 확장된 경우 공동 상부 지반이 붕괴되면서 지반함몰이 발생했으며, 이를 통해 지중 공동 상부 강도가 지반함몰 발생에 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (14)

  1. Choi, S. K., Back, S. H., An, J. B., and Kwon, T. H., 2016, Geotechnical investigation on causes and mitigation of ground subsidence during underground structure construction, Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, 18(2), 143-154. (in Korean with English abstract). 

  2. Chosun-ilbo, 2015, Dangerouns underground, scared when touching the wall wetted by groundwater... Excavation sites are main causes for large sinkhole, Retrieved from http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2015/04/17/2015041700161.html 

  3. Jo, Y. S., Cho, S. H., and Jang, Y. S., 2016, Field investigation and analysis of ground sinking development in a metropolitan city, Seoul, Korea, Environmental Earth Sciences, 75(20), 1353. 

  4. Kuwano, R., Sato, M., and Sera, R., 2010, Study on the detection of underground cavity and ground loosening for the prevention of ground cave-in accident, Japanese Geotechnical Journal, 5(2), 219-229 (in japanese with English abstract). 

  5. Kweon, G. C., Kim, S. L., and Hong, S. W., 2016, Basic study on mechanism of cave-in in road through laboratory model tests, International journal of highway engineering, 18(5), 11-19 (in Korean with English abstract). 

  6. Lee, K. Y. and Kang, S. J., 2014, Sinkhole, threating the urban area, its cause and countermeasure. Gyeonggi Research Institute. 

  7. Sankei shimbun, 2016, Ground subsidence, possible everywhere, consecutive ground subsidence accidents due to aging infrastructure, Retrieved from http://www.sankei.com/affairs/news/161109/afr1611090003-n1.html 

  8. Sato, M. and Kuwano, R., 2015a, Influence of buried structures on underground seepage and generation of cavities, Japanese Geotechnical Journal, 10(1), 113-125 (in Japanese with English abstract). 

  9. Sato, M. and Kuwano, R., 2015b, Influence of location of subsurface structures on development of underground cavities induced by internal erosion. Soils and Foundations, 55(4), 829-840. 

  10. Sekiguchi, H., Li, F. Y., Miyamoto, J., and Minakuchi, M., 2003, Experimental studies of wash out and cavity formation in granular backfill behind a seawall, In: Sekiguchi, H., Li, F. Y., Miyamoto, J., Minakuchi, M., 38th conference on Geotechnical researches, The Japanese Foundation Engineering, Akita, 1191-1192. 

  11. Seoul, 2017, Seoul metropolitan government to invest 130.6 billion won into the maintenance of sewer pipe to prevent road cave-in, retrieved from http://opengov.seoul.go.kr/press/11189819 

  12. Tharp, T. M., 1999, Mechanics of upward propagation of covercollapse sinkholes. Engineering geology, 52(1), 23-33. 

  13. White, D. J. and Take, W. A., 2002, GeoPIV: Particle Image Velocimetry (PIV) software for use in geotechnical testing. 

  14. White, D. J., Take, W. A., and Bolton, M. D., 2003, Soil deformation measurement using particle image velocimetry (PIV) and photogrammetry. Geotechnique, 53(7), 619-632. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로