[논문]다양한 실험조건을 고려한 동결 사질토의 열전도도 산정에 대한 연구

김희원; 고규현

doi:10.7843/kgs.2023.39.9.5

다양한 실험조건을 고려한 동결 사질토의 열전도도 산정에 대한 연구
Study on the Thermal Conductivity of Frozen Soil Considering Various Experimental Conditions 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.39 no.9, 2023년, pp.5 - 11

김희원 (금오공과대학교 토목공학과) , 고규현 (금오공과대학교 토목공학과)

초록
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지반구조물의 해석에 있어서 해석의 고려 대상과 분야가 점점 다변화되고 있으며, 특히 지반동결과 관련된 분야에서 지반재료의 열적거동 특성에 대한 예측의 필요성이 중요해지고 있다. 신뢰성 있는 지반의 동결거동 평가를 위해서는 다양한 조건에서의 시료의 유효 열전도도 변화에 대한 고려가 필요하다. 본 논문에서는 시료의 간극률, 초기 포화도, Read time 설정을 달리하여 탐침 실험을 수행하였고, 이를 통해 동결 사질토의 유효 열전도도에 영향을 미치는 인자들을 평가하였다. 서로 다른 간극률 조건에서 실험을 수행한 결과, 시료의 간극률이 작을수록 동결토의 유효 열전도도는 증가하는 경향이 나타났다. 반면, 시료의 포화도가 증가할수록 동결토의 유효 열전도도는 증가하였다. 유효 열전도도 측정에 대한 계측기 Read time 설정의 민감도가 존재하였는데, Read time을 1분으로 설정하여 측정하였을 때 측정값의 범위가 국내의 선행연구결과와 유사하게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

In analyzing geotechnical structures, the analysis fields are becoming increasingly diversified. In particular, the need for predicting the thermal behavior of ground materials has become important in fields related to soil freezing. To ensure a reliable assessment of the freezing behavior of the ground, considering the variation in the effective thermal conductivity of soil specimens under various conditions is crucial. In this study, probe experiments were conducted by varying the porosity, initial degree of saturation, and read time settings of the meter. Next, the factors influencing the effective thermal conductivity of the frozen sandy soil were evaluated. The experimental results conducted under different porosity conditions showed a tendency for the effective thermal conductivity of frozen soil to increase as the specimen's porosity decreased. However, as the degree of saturation of the specimen increased, the effective thermal conductivity also increased. The sensitivity of the meter's read time setting to the measurement of effective thermal conductivity was observed. When the read time was set to 1 min, the measured values were in a range similar to that obtained in previous studies conducted in Korea with the same soil specimen.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Problems in the existing mold cap and a new design of the sample holder
그림 Fig. 2. Simulation results of stress distribution in bolts with/without sample holder
그림 Fig. 3. Experiment setup for measuring the thermal conductivity
그림 Fig. 4. Thermal conductivity measurement result of Jumujin sand during freezing
표 Table 1. Thermal conductivity measurement result of standard reference material
그림 Fig. 5. Effective thermal conductivity change during soil freezing
그림 Fig. 6. Effect of porosity on the effective thermal conductivity
그림 Fig. 7. Effect of saturation on the effective thermal conductivity
그림 Fig. 8. Effect of read time setting on the effective thermal conductivity

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