초록 ▼

토목섬유란 각종 토목구조물에서 필터, 분리, 배수, 차수, 보강, 침식제어 기능을 수행하는 재료로써 최근에 그 사용량이 급속도로 증가하고 있는 유용한 재료이다. 토목섬유에는 여러 가지 종류가 있으며, 지오컴포지트란 한 가지 이상의 토목섬유를 복합하여 만든 재료를 의미하는 것이다. 이중 Geocomat란 (주)골든포우에서 지오네트에 부직포와 직포를 양면에 부착하여 만든 새로운 지오컴포지트의 한 종류이다. 최근 국내에서는 토목합성재료를 위생 폐기물 매립장에 적용하여 침출수(leachate)에 의한 토양의 오염을 방지하고자 노력하여 왔다

토목섬유란 각종 토목구조물에서 필터, 분리, 배수, 차수, 보강, 침식제어 기능을 수행하는 재료로써 최근에 그 사용량이 급속도로 증가하고 있는 유용한 재료이다. 토목섬유에는 여러 가지 종류가 있으며, 지오컴포지트란 한 가지 이상의 토목섬유를 복합하여 만든 재료를 의미하는 것이다. 이중 Geocomat란 (주)골든포우에서 지오네트에 부직포와 직포를 양면에 부착하여 만든 새로운 지오컴포지트의 한 종류이다. 최근 국내에서는 토목합성재료를 위생 폐기물 매립장에 적용하여 침출수(leachate)에 의한 토양의 오염을 방지하고자 노력하여 왔다. 침출수는 토양 및 지하수 오염의 주요인이며, 이런 침출수에 의한 오염을 방지하기 위하여 1980년대 중반부터 토목섬유 제품들은 차단과 배수의 기능으로 위생 폐기물 매립지에 사용하기 시작하였다. 현재 국내 소각시설의 부족으로 인하여 많은 양의 생활쓰레기와 산업폐기물들이 매립방법으로 처리되고 있으며, 폐기물 매립장의 시설 기준은 폐기물 관리법에 의해 규정된다. 폐기물 매립, 처리에 관한 규정은 환경에 대한 일반의 인식이 높아짐과 더불어 엄격해 지는 추세이다. 반면, 폐기물 매립시설의 설계/감리/시공의 수준은 꾸준히 발전하고 있으나, 여전히 개선의 여지가 있으며, 최근 과거에 단순 매립되었던 여러 매립지들을 다시 위생매립지로 변환, 또는 재시공하는 공사가 활발히 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 Geocomat를 실제 위생 폐기물 매립지에 적용하기 위하여 국내외 여러 가지 시방규격을 조사하고, 이에 적합한 Geocomat의 규격을 갖추기 위하여 Geocomat의 자체특성 및 강도특성에 대하여 연구를 수행한 후, 실제 현장에 적용하였을 경우의 특성을 분석하기 위하여, 모형시험장치를 이용하여 실제 위생 폐기물 매립장의 침출수를 집·배수할 경우, 투수성과 Geocomat의 인장강도를 규명하였다. 연구결과 Geocomat는 ASTM에서 규정하는 인장강도 특성에 부합되었으며, 또한 투수성을 측정하기 위하여 모형시험장치를 제작해본 결과 유압재하 방식의 문제로 인하여 새로운 스크류 잭 방식의 속도를 제어할 수 있는 하중장치를 고안, 제작하여 시험을 완료하였고, Geocomat의 구성 재료에 대한 여러 가지 조합방법에 의한 수리학적 특성시험을 통해 수직, 수평 투수계수를 도출한 결과 ASTM 규격에 부합되는 것으로 판명되었다. 폐기물 매립장 사면에 있어 토목섬유로 인해 불연속면이 형성되는 차수시설과 집배수 시설은 사면의 안정성 측면에 가장 중요한 영향인자이다. 사면의 전반적인 안정성과 토목섬유의 보존은 차수 및 집배수체계의 구성요소인 여러 재료들 사이의 접촉전단강도에 의해 좌우되므로 대형전단 실험을 이용하여 Geocomat와 지오콤토지트의 흙에 대한 접촉마찰각을 도출한 결과 Geocomat의 접촉마찰각이 지오콤포지트의 접촉마찰각 보다 큰 값을 나타내었으며, 현장 모형실험 사면의 모델링을 통한 사면안정성 검토를 실시한 결과 안전함이 판명되었다. 현장 모형실험은 토목섬유를 활용한 폐기물 매립장 사면의 집배수 시설에 대한 모형 site를 Geocomat를 포설한 1공구와 지오코메트를 포설한 2공구로 나누어 보강토 옹벽개념을 사용하여 조성하여 정적 재하 시험을 실시하였다. 정적 재하 시험 시 전반적인 사면에서의 거동과 토목섬유간의 상호 작용을 토압계, 스트레인 게이지, 침하판, 변형핀, 포텐셔 미터등의 계측장비를 사용하여 분석하였으며, 특히, Geocomat와 기존 폐기물 매립장의 집배수 시스템으로 사용되고 있는 복합토목섬유 제품과 비교, 분석한 결과 Geocomat를 포설한 사면의 침하량과 변형이 2공구의 침하량과 변형보다 작음을 알 수 있었다.

목차 Contents

• 제1장. 서론...12
• 1.1. 연구배경 및 목적...12
• 1.2 연구개발의 내용 및 범위...13
• 제2장. 본론...15
• 2.1 매립지 토목섬유의 종류...15
• 2.1.1. 지오텍스타일(Geotextile)...15
• 2.1.2. 지오멤브레인(Geomembrane)...16
• 2.1.3. 지오네트(Geonet)...16
• 2.1.4 CGL...18
• 2.2 매립지 토목섬유의 기능 및 구멍막힘...19
• 2.2.1 토목섬유의 기능...19
• 2.2.2 구멍막힘...22
• 2.3 폐기물 매립지의 차수시설...22
• 2.3.1. 차수시설의 변천...23
• 2.3.2 단층 점토차수체계와 단층 지오멤브레인 차수체계...25
• 2.3.3. 최근 진보된 매립장 차수체계...26
• 2.3.4. 침출수 제거체계...28
• 2.4 Geotextile의 설계...28
• 2.4.1. 토목섬유의 요구 특성...28
• 2.4.2 토목섬유의 특성시험...29
• 2.4.3 토목섬유의 평가...32
• 2.4.4 설계법...33
• 2.5 토목섬유 투수이론 및 시험방법...38
• 2.5.1 투수이론...38
• 2.5.2 시험장치 및 방법...41
• 2.6 인장강도 시험...46
• 2.7 투수 시험 결과 및 분석...48
• 2.7.1 압축응력 단계별 수직투수계수...48
• 2.7.2 압축응력 단계별 통수성...49
• 2.7.3 압축응력 단계별 두께의 변화...51
• 2.7.4 Geocomat 수평투수계수 및 전수성 및 두께의 변화...51
• 2.8 지오콤포지트와 Geocomat의 경제성 비교...53
• 제3장. 폐기물 매립장의 사면안정...56
• 3.1 폐기물 매립장의 사면 안정 실험...56
• 3.1.1 폐기물 매립장의 구조...56
• 3.1.2 폐기물 매립장의 사면파괴 형태...57
• 3.1.3 폐기물 매립장의 사면안정 검토...58
• 3.1.4 폐기물 매립장에 사용되는 재료들 간의 상호마찰 특성...59
• 3.2 대형전단 시험...60
• 3.3 현장 사면안정성 해석...63
• 3.4 현장에 사용된 HDPE와 GCL...65
• 3.5 모형 폐기물 매립장의 사면 조성...65
• 3.6 시험 결과...68
• 제4장. 결론...73
• 참고문헌...76