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1. 일반적인 배경

"Underconsolidated Clay"라 함은 압밀이 진행되고 있는 점토를 일컫는 말이다. 이러한 현상은 세립의 흙이 급격하게 퇴적하고 여기에 수반되는 과잉간극수압의 소멸이 지연되기 때문에 발생되기도 한다. 경우에 따라서는 가해지는 총 하중에 대해 압밀도는 오히려 감소하여 즉, 간극수압이 계속 증가하여, 사면붕괴의 원인이 되기도 한다. 이러한 결과로 인한 해안시설물(접안시설, 해저케이블 등)들의 피해가 종종 보고되고 있다. 주어진 경사면에서 퇴적층의 사면안정은 근본적으로 지중의 전단강도와 전단강도의 증가율에 의존한다. 잠재 활동면상의(Potential Surface of Sliding) 전단력이 이면에서의 전단 저항력을 초과할 때 사면은 붕괴하게 된다.

Underconsolidated Clay의 전단강도는 강한 시간 의존성을 가지고 있다. 이러한 점토층 중의 간극수압의 발생량과 심도별 분포상태는 사면 안전측면에서 볼 때 가장 중요하게 검토되어야 할 요소이다. 더욱이, 세립자가 지속적으로 쌓이는 지역의 사면붕괴잠재력과 붕괴시 이동가능한 토량을 연구해 본다는 것은 매우 가치있는 일이며, 더 나아가 Underconsolidated Clay가 압밀도에 따라서 어떠한 강도를 보여줄 것인가는 많이 연구되어 있지 않아 흥미있는 연구과제이다.

2. 연구범위 및 방법

본 연구의 중심과제는 Underconsolidated Clay가 압밀도에 따라서 어떠한 거동을 보이게 되는가를 실험실에서 제조한 시료를(Artificially Consolidated Clay) 통해 면밀히 고찰하고 그 결과를 수치해석에 적용하여 계속하여 퇴적되는 사면의 안정성을 살펴보는 것이다.

3. 연구성과

비배수 3축 압축 전단 강도는 압밀도가 증가함에 따라 포물선적으로 증가하였고 유효 응력과는 불가분의 관계가 있음이 고찰되었다. 퇴적율-압밀도간의 관계와 퇴적율에 따른 사면 붕괴 시점과 이동 가능 토량 예측도가 제시되었다. 수치해석에서는 흙의 압축성, 투수계수 등을 압밀도에 따라 변화시켜 새로이 개발된 유한요소 프로그램에 입력되어 지속적으로 퇴적되는 해저사면의 안정성을 분석하였다.

* 본 논문의 성과는 학술지 " Soils and Foundations "에 게재되었음.