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불포화된 화강풍화토에 대한 공학적 특성분석을 위한 실험적 연구
An Experimental Study on the Engineering Characteristics Analysis of Unsaturated Weathered Granite Soil 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.16 no.3 = no.49, 2020년, pp.577 - 585  

김준석 (Department of civil and environmental engineering, Chungwoon University)

초록
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연구목적: 불포화토에서 발생하는 모관흡수력의 존재는 사면의 안정성을 증가시키지만, 강우침투 로 인한 모관흡수력의 감소는 갑작스런 사면 파괴를 유발하여 큰 재난을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 불포화상태에서의 공학적 특성을 분석하였다. 연구방법:화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화 상태에서 함수특성곡선, 불포화투수곡선, 모관흡수력에 대한 불포화 전단강도 관계 등으로서 실험과 분석을 수행하였다. 연구결과: 입도분포가 불량한 경우가 입도분포가 균등한 경우에 비하여 체적함수비에 대한 모관흡수력의 변화가 급격히 발생하는 것으로 분석되었다. 입도가 균등한 경우가 입도가 불량한 경우에 비하여 동일한 모관흡수력에서 투수계수가 비교적 작은 값을 나타내었다. 모관흡수력이 크게 작용할수록 전단강도가 증가하는 경항을 보였다. 결론: 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화상태에서의 공학적 특성인 함수특성곡선, 불포화투수계수, 불포화 전단강도 등에 대하여 실험을 실시하여 각각의 상관관계를 확보하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose: The presence of the matric suction in unsaturated soil increases the stability of the slope, but the reduction of the matric suction due to precipitation can cause sudden slope failure, resulting in a major disaster. In this paper, engineering characteristics in unsaturated state were analy...

주제어

#불포화토   #모관흡수력   #함수특성곡선   #불포화 전단강도   #불포화투수계수  

표/그림 (16)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 불포화토에서 발생하는 모관흡수력의 존재는 사면의 안정성을 증가시키지만, 강우침투 등으로 인한 모관흡수력의 감소는 급작스런 사면 파괴를 유발하여 큰 재난을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화상태에서의 공학적 특성인 함수특성곡선, 불포화투수계수, 불포화 전단강도 등에 대하여 실험을 실시하여 각각의 상관관계를 확보하였으며 각각의 특성에 대한 연구 결과를 아래와 같이 정리하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
모관흡수력은 어떤 역할을 하는가? 불포화토는 일반적으로 포화토의 거동과는 다른 거동특성을 보이며 지반의 전단강도에 영향을 미치게 된다. 공기압과 수압의 차이에 의한 모관흡수력은 흙 입자간을 서로 당기는 힘으로 작용하여 지반의 강도를 증진시키는 역할을 한다. 즉, 함수비가 커지면 모관흡수력이 작아지고 함수비가 작아지면 모관흡수력이 커지게 되어 결국 사면의 안정성에 크게 영향을 미치게 된다(Fredlund, 1995).
모관흡수력은 무엇에 의한 것인가? 불포화토는 일반적으로 포화토의 거동과는 다른 거동특성을 보이며 지반의 전단강도에 영향을 미치게 된다. 공기압과 수압의 차이에 의한 모관흡수력은 흙 입자간을 서로 당기는 힘으로 작용하여 지반의 강도를 증진시키는 역할을 한다. 즉, 함수비가 커지면 모관흡수력이 작아지고 함수비가 작아지면 모관흡수력이 커지게 되어 결국 사면의 안정성에 크게 영향을 미치게 된다(Fredlund, 1995).
강우의 양이 많을수록 사면붕괴의 재해가 늘어나는 이유는? , 2018). 강우 발생시 지표면에 도달한 강우는 사면경사를 따라 유출되거나 증발되는 양을 제외하고 지반으로 침투가 일어난다. 지반 내부로 침투되는 침투속도는 지반 특성에 따라 다르게 결정되며 투수계수가 큰 지반의 경우 침투가 깊은 위치까지 발생하여 지반의 전반적인 영역에서 모관흡수력을 감소시키면서 깊은 사면파괴의 유형을 유발하게 된다. 투수계수가 작거나 깊지 않은 곳에 암반 등의 불투수층이 존재할 경우 침투된 강우는 지표 가까운 곳에 누적되어 영(zero)이나 양 (positive)의 값을 갖는 간극수압을 발생시키면서 표면파괴 유형의 사면 붕괴를 일으키기 쉬운 조건이 된다. 강우의 양이 많을수록 사면붕괴의 재해가 늘어나는 것으로 제시되고 있다(Lam et al.
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참고문헌 (11)

  1. Fredlund, D.G., Xing, A. (1994). "Equation for the soil-water characteristic curve." Canadian Geotechnical Journal, Vol. 31, pp. 521-532. 

  2. Fredlund, D.G. (1995). "The stabilhy of slopes with negative pore-water pressure." Proceedings, Ian Boyd Donald Symposium on Modem Developments in Geomechanics, Monash University, Melbourne, Australia, June 7. pp. 99-116. 

  3. Fredlund, M.D., Wilson, G.W., Fredlund, D.G. (1997). "Prediction of the soil water characteristic curve from the grain size distribution curve and volume-mass properties." Proceedings of the 3rd Symposium on Unsaturated Soil, Rio de Janeiro, Brazil, April 2022, pp. 13-23. 

  4. Gan, J.K.M., Fredlund, D.G., Rahardjo, H. (1988). "Determination of the shear strength parameters of an unsaturated soil using the direct shear test." Canadian Geotechnical Journal, Vol. 25, pp. 500-510. 

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  5. Hillel (1982). Introduction to Soil Physics. Academic Press. New York, USA. 

  6. Kim, K.S. (2006). "The properties of soil by geological conditions in the soil slope in landslide areas." Journal of Geotechnical engineering, Vol. l6, No. 4, pp. 359-371. 

  7. Kim, G.H., Hwang, E.P., Lee, K.I. (2018). "Evaluation of stability of slope with granite weathered soil considering rainfall events." Journal of the Korea Society of Disaster Information, Vol. 14, No. 4, p. 422. 

  8. Lam, L., Fredlund, D.G., Barbour, S.L. (1987). "Transient seepage model for saturated-unsaturated soil systems." Canadian Geotechnical Journal, Vol. 24, pp. 565-580. 

  9. Lee, S.J., Lee, S.R., Kim, Y.S. (2003). "An approach to estimate unsaturated shear strength using artificial neural network and hyperbolic formulatira." Journal of Computers and Geotechnics, Vo1. 30, pp. 489-503. 

  10. Lumb, P. (1962). Effect of rainstorms on slope stability. Proceedings of Symposium on Hong Kong Soils, Hong Kong, pp. 73-87. 

  11. Yoon, B.J. (2016). " ITS System architecture based upon object-oriented methodology." Journal of Korea Society of Disaster Information. Vol. 12, No. 1, pp. 105-115. 

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