[논문]Segregation Potential 기반 동상 예측 모델 및 실트질 토양을 이용한 동상해석 신뢰성 평가

이장근; 공정; 진현우; 유병현

doi:10.14481/jkges.2023.24.9.41

[국내논문] Segregation Potential 기반 동상 예측 모델 및 실트질 토양을 이용한 동상해석 신뢰성 평가
Numerical Model with Segregation Potential on Frost Heave and Reliability Assessment for Silty Soils 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.24 no.9, 2023년, pp.41 - 46

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

초록
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동상은 토양과 외부 환경적 영향으로 인해 수치해석적 평가에 어려움이 있다. 열-수리-역학 연계 해석은 입력변수가 과도하고 주로 점토성 토양에 대한 검증에 국한되어 실제 동상에 민감한 실트질 토양에 적용하기에는 한계가 있다. 열역학 관점의 경험적 접근 방법은 비교적 간단하게 동상 해석이 가능하고, 구성방정식과 동상 해석 결과를 연계하여 역학적 해석도 가능하다는 장점을 보유하고 있다. 본 논문에서는 Segregation Potential(SP)을 이용한 동상 해석 모델을 소개하고 실트질 함유량에 따른 동상 실험 결과와 비교·분석을 통해 신뢰성을 평가하고 있다. SP 모델은 본 연구에서 검토된 실트질 토양의 동상 해석이 가능하지만, 다양한 실트질 토양에 대한 추가적인 검토를 통해 핵심 입력변수에 대한 자료수집이 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Numerical analysis of frost heave is challenging due to the influence of soil and environmental factors. Thermo-hydromechanical coupled analysis relies heavily on excessive input variables and primarily focuses on validating clayey soils, so it is limited to frost susceptible silty soils. An empirical approach based on thermodynamics offers relatively simple frost heave analysis and the advantage of linking constitutive equations with frost heave to enable geomechanical interpretations. In this paper, we introduce an empirical numerical model using the Segregation Potential (SP) and evaluate reliability through comparative analysis with experimental results of frost susceptible silty soils. While the SP model enables frost heave analysis for the given silty soils, further investigation on various silty soils is necessary to gather data on key input variables.

Keyword

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Characteristic curve of unfrozen water content (Zhu, 2006)
그림 Fig. 2. Growth of ice lens and volume increment (Zhang, 2014)
그림 Fig. 3. Frost heave testing apparatus (Jin et al., 2022)
표 Table 1. Laboratory testing for frost heave
표 Table 2. Imput parameters for the verification of SP model
그림 Fig. 4. Curve fittings based on experimental results using SP model
그림 Fig. 5. Frozen fringe effect on frost heave
표 Table 3. JGS frost susceptible criteria and SP based on curve fitting

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