[논문]국내 연약 점성토 지반의 지반공학적 특성

오서현; 하태균; 정충기

국내 연약 점성토 지반의 지반공학적 특성
Geotechnical Characteristics of Soft Clayey Soil in South Korea 원문보기

오서현 (서울대학교 건설환경공학부) , 하태균 (서울대학교 건설환경공학부) , 정충기 (서울대학교 건설환경공학부)

In this paper, 4 representative soft clayey soils in south Korea are selected to estimate the geotechnical characteristics and provide the instructions avaliable for construction works; Inchon Coast, Kum River Estuary, Kwangyang Bay, and Nakdong River Estuary. Total 2250 boring data are collected to construct the data base system on selected areas from Korea geotech DB system, scientific journals, theses, and site investigation reports. Considering the geological, topographical and regional features, geotechnical properties, deformation and strength characteristics of 4 soft clayey soils are evaluated by analyzing the constructed DB system statistically.

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

문제 정의

국내 연약지반의 지반공학적 특성을 규명하기 위해 연구지역에 대한 지반정보 데이터베이스를 구축하였다. 지반정보구축을 위한 정보 수집을 위해서 한국건설기술연구원에서 운영하는 지반정보 시스템 (GeoInfo)을 활용하였고, 기존의 학술지와 논문 그리고 서울대학교 지반공학연구실에 소장된 토목사업에 대한 지반조사 보고서 등을 통해서 지반정보를 수집하였다.
하지만 침하량이 크고 안정성이 문제시 되는 연약지반에 대한 토질특성이 지역별로 명확하게 규명되지 못한 현실이다. 본 연구에서는 국내의 대표적인 연약지반을 대상으로 지질, 지형 및 지역적 특성을 고려하여 각 지역에 대한 연약지반의 지반공학적 특성을 명확하게 규명하고 실무에 적용 가능한 지침을 제공하고자 한다.

제안 방법

Jo et al.(1987)은 Landset을 이용하여 이 지역을 4개의 세부구역으로 분류하였는데, 본 연구에 이를 적용하여 낙동강 하구를 해안성 삼각주, 상부 내만 삼각주, 하부 내만 삼각주, 삼각주성 주변분지로 구분하였다. 지질학적으로는 불국사화강암과 경상누층군으로 구성된, 다시 말해 화성층과 퇴적층이 공존하는 특성을 갖는다.

대상 데이터

특히, 해안선을 따라 연약한 실트질 해성점토 지반이 넓게 분포되어 있는데, 정철호(1990)는 국내 연약지반의 분포양상을 그림 1로 제시하였다. 본 연구에서는 그림 1에 제시된 연약지반 중 현재까지 대규모 토목사업이 진행되어왔으며 앞으로도 그 활용 빈도가 클 것으로 예상되는 인천 해안, 금강 하구, 광양만, 그리고 낙동강 하구를 연구대상지역으로 선정하였다.
지반정보구축을 위한 정보 수집을 위해서 한국건설기술연구원에서 운영하는 지반정보 시스템 (GeoInfo)을 활용하였고, 기존의 학술지와 논문 그리고 서울대학교 지반공학연구실에 소장된 토목사업에 대한 지반조사 보고서 등을 통해서 지반정보를 수집하였다. 지반 정보의 시추공 수는 인천 해안 705공, 금강 하구 435공, 광양만 308공, 그리고 낙동강 하구 802공으로 총 2250공의 자료를 수집하였고, 데이터 베이스 구축을 통해서 연구지역에 대한 공학적 특성을 파악하였다. 구축된 데이터의 신뢰도를 높이기 위해서 통계적인 분석 방법을 이용한 신뢰도 90%의 구간을 산정하여 지반공학적 특성에 대한 물성치의 범위와 평균값을 얻었다.
국내 연약지반의 지반공학적 특성을 규명하기 위해 연구지역에 대한 지반정보 데이터베이스를 구축하였다. 지반정보구축을 위한 정보 수집을 위해서 한국건설기술연구원에서 운영하는 지반정보 시스템 (GeoInfo)을 활용하였고, 기존의 학술지와 논문 그리고 서울대학교 지반공학연구실에 소장된 토목사업에 대한 지반조사 보고서 등을 통해서 지반정보를 수집하였다. 지반 정보의 시추공 수는 인천 해안 705공, 금강 하구 435공, 광양만 308공, 그리고 낙동강 하구 802공으로 총 2250공의 자료를 수집하였고, 데이터 베이스 구축을 통해서 연구지역에 대한 공학적 특성을 파악하였다.

데이터처리

지반 정보의 시추공 수는 인천 해안 705공, 금강 하구 435공, 광양만 308공, 그리고 낙동강 하구 802공으로 총 2250공의 자료를 수집하였고, 데이터 베이스 구축을 통해서 연구지역에 대한 공학적 특성을 파악하였다. 구축된 데이터의 신뢰도를 높이기 위해서 통계적인 분석 방법을 이용한 신뢰도 90%의 구간을 산정하여 지반공학적 특성에 대한 물성치의 범위와 평균값을 얻었다.

성능/효과

1) 연약 점성토 지반의 두께는 낙동강 하구가 평균 32.2m, 광양만 19.8m, 금강 하구 19.1m, 그리고 인천 해안 15.7m로 조사되었다.
2) 국내 연약지반의 점토광물은 주로 견운모(Illite), 고령석(Kaolinite), 녹니석(Chlorite)로 구성되어 있다. 다만, 지질학적 특성상 퇴적암이 우세한 광양만과 낙동강 하구에서 몬모릴로나이트(Montmorillonite) 가 소량 함유되어 있으며, 화성암이 우세한 인천 해안과 금강 하구에서는 고령석 함량이 다른 지역에 비해 크게 나타났다.
3) 세립분 함량은 광양만이 90.1%로 가장 크고, 인천 해안 81.4%, 금강 하구 74.2%, 그리고 낙동강 하구 84.1%로 나타났다.
4) 통일분류법상 인천 해안과 금강 하구는 CL, CH이 우세하고, 광양만과 낙동강 하구는 CH, CL이 우세하게 나타났다.
5) 화성암의 기반인 인천 해안과 금강 하구의 연약지반은 세립분 함량이 상대적으로 작고, 활성도가 작은 견운모, 고령석 함량이 크므로, 이로 인해 지반공학적 특성인 w_n, PI, Cc 가 낮다. 반면, 퇴적암이 우세한 광양만과 낙동강 하구는 세립분 함량이 상대적으로 크고, 활성도가 큰 소량의 몬모릴로나이트가 함유되어 있어 w_n, PI, C_c 가 높게 나타났다.
6) 대상지역의 과압밀비는 0.85∼0.95로 판정되었으나, 지반조사 이후의 시간 경과, 시료의 교란효과와 시험의 불확실성 등을 감안할 때 대부분 정규압밀 상태 또는 약간의 과압밀 상태로 판단된다.
2) 국내 연약지반의 점토광물은 주로 견운모(Illite), 고령석(Kaolinite), 녹니석(Chlorite)로 구성되어 있다. 다만, 지질학적 특성상 퇴적암이 우세한 광양만과 낙동강 하구에서 몬모릴로나이트(Montmorillonite) 가 소량 함유되어 있으며, 화성암이 우세한 인천 해안과 금강 하구에서는 고령석 함량이 다른 지역에 비해 크게 나타났다.
4%로 나타났다. 또한, 각 지역의 세부지역에 대해서도 세립분 함량과 PI가 비례하는 상관성이 유효하게 나타났다. 인천 해안의 경우 세립분 함량이 가장 큰 청라지구에서 PI가 19.
, PI, Cc 가 낮다. 반면, 퇴적암이 우세한 광양만과 낙동강 하구는 세립분 함량이 상대적으로 크고, 활성도가 큰 소량의 몬모릴로나이트가 함유되어 있어 w_n, PI, C_c 가 높게 나타났다.
세립분 함량과 PI로서 평가되는 점성토의 통일분류법(USCS)에 의거하면 인천 해안과 금강 하구는 저소성성 실트 및 점토(CL, ML)가 우세한 반면, 광양만과 낙동강 하구는 저소성성 혹은 고소성성 점토 (CH, CL)가 우세하게 나타났다.
소성지수(PI)는 세립토 함량이 가장 크고, 활성도가 큰 몬모릴로나이트를 함유한 광양만에서 40.7%로 가장 크고, 낙동강 하구 28.7%, 금강 하구 16.8%, 인천 해안 15.4%로 나타났다. 또한, 각 지역의 세부지역에 대해서도 세립분 함량과 PI가 비례하는 상관성이 유효하게 나타났다.
연구대상지역의 기본 물성치, 변형 및 강도 특성을 평가하여 표 1에 정리하였다. 연약지반의 물성평가에 있어 중요한 세립분 함량의 기준이 되는 200번 체 통과량(0.074mm)은 광양만이 90.1%로 가장 크고, 낙동강 하구 84.1%, 인천 해안 81.4%, 금강 하구 74.2% 순으로 나타났다. 이는 앞서 설명한 지질학적 특성과 연관지을 수 있는데, 퇴적암 기반의 광양만에서 세립분 함량이 가장 크고, 퇴적암과 화성암의 특성이 공존하는 낙동강 하구에서 그 다음으로 세립분 함량이 많은 반면, 화강암과 변성암이 우세한 인천 해안과 금강 하구에서는 상대적으로 세립분 함량이 적다.
또한, 각 지역의 세부지역에 대해서도 세립분 함량과 PI가 비례하는 상관성이 유효하게 나타났다. 인천 해안의 경우 세립분 함량이 가장 큰 청라지구에서 PI가 19.8%로 가장 크고, 마찬가지로 금강 하구는 세립분 함량이 큰 평야지역에서, 광양만은 광양지역에서 PI가 크게 조사되었다. 낙동강 하구에서는 세립분 함량이 가장 큰 삼각주성 주변분지에서 PI가 30.
조사된 4개의 지역의 과압밀비(OCR)는 낙동강 하구 0.95, 금강 하구 0.92, 인천 해안 0.90, 광양만 0.85로서 전체적으로 정규압밀상태의 OCR=1보다 작게 판정되었다. 하지만, 지반조사 이후의 시간 경과, 시료의 교란효과와 시험의 불확실성 등을 감안할 때 대부분 정규압밀 상태 또는 약간의 과압밀 상태로 판단된다.
견운모 함량이 다른 광물에 비해 우세한데, 김상규 등(1998)에 따르면 이러한 현상은 견운모가 국내 기반암에서 유래된 것과 더불어 중국해의 해저퇴적물로부터 다량 유입되었기 때문이다. 지질학적 특성상 퇴적암이 우세한 광양만과 낙동강 하구에서는 몬모릴로나이트가 소량 함유되어 있고, 화성암이 우세한 인천 해안과 금강 하구는 고령석 함량이 다른 지역에 비해 크게 나타났다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

연약지반이란?

연약지반은 강도가 낮고 압축성이 큰 세립토로 구성된 지반으로서 구조물 축조 시, 구조물의 규모, 특성에 따라 특수한 처리를 필요로 하는 지반을 의미한다. 연약지반에 대한 판정기준은 연구자나 기관에 따라 다양하게 존재하며, 국내의 경우 한국도로공사 시방서(1996)에 의하면 점성토층의 두께가 10m 이하일 경우에는 N치 4이하, 10m 이상일 경우에는 N치 6이하일 경우에 연약지반으로 판정된다.

낙동강 하구란 무엇인가?

낙동강 하구는 동경 128˚45´～129˚18´, 북위 34˚52´～35˚23´에 위치하며, 우리나라 남동쪽에 있는 대규모의 삼각주로서 연약한 점성토가 매우 두껍게 분포하고 있는 지역이다. 주거 및 공업단지 개발에 따른 대단위 조성공사가 실시되면서 연약지반의 활용이 증대되어 왔다.

점성토의 견운모 함량이 다른 광물에 비해 우세한 이유는?

연구대상지역 모두 점성토의 주된 구성 성분은 견운모(Illite), 고령석(Kaolinite), 그리고 녹니석(Chlorite)이며, 광양만과 낙동강 하구에서는 몬모릴로나이트(Montmorillonite)가 추가적으로 포함되어 있다. 견운모 함량이 다른 광물에 비해 우세한데, 김상규 등(1998)에 따르면 이러한 현상은 견운모가 국내 기반암에서 유래된 것과 더불어 중국해의 해저퇴적물로부터 다량 유입되었기 때문이다. 지질학적 특성상 퇴적암이 우세한 광양만과 낙동강 하구에서는 몬모릴로나이트가 소량 함유되어 있고, 화성암이 우세한 인천 해안과 금강 하구는 고령석 함량이 다른 지역에 비해 크게 나타났다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

국내 연약 점성토 지반의 지반공학적 특성
Geotechnical Characteristics of Soft Clayey Soil in South Korea 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

성능/효과

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

국내 연약 점성토 지반의 지반공학적 특성 Geotechnical Characteristics of Soft Clayey Soil in South Korea 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

성능/효과

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

국내 연약 점성토 지반의 지반공학적 특성
Geotechnical Characteristics of Soft Clayey Soil in South Korea 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper