문제 #2 흙의 동상현상

 

◆ 흙의 동상현상 SWOT 기법 서술로 한눈에 파악하기

 

 

I. 개 요		III. 흙의 동상현상 발생 메커니즘
영하기온으로 떨어지는 동절기에는 지반의 모세관 현상, 열역학 이론에 의해 지반내 간극수가 동결되어 지반을 융기하는 현상 ** 지반 내의 흙 속의 간극수가 얼어서 지표면이 부풀어 오르는 현상 **		Frost heave(동상) > Thawing > Frost boil(융해) (0도이하지속+실트질흙+충분한물공급====>                                                      (흙의 동상현상)
II. 흙의 동상현상의 문제점 및 지배요소	V. 포장 및 구조물 동상현상 발생시 시설물 관리 주체의 조치사항	IV. 흙의 동상현상 방지대책
>문제점 :  - 흙막이,옹벽등 배면 팽창력증가  - 동결융해시 지반 연약화(포트홀발생) > 지배요소 :  - 지반의 구성체(실트질 흙)  - 지하수위상승(모관상승고크기)  - 동결온도 유지기간	> 긴급점검 :  - 지반조사 , 주변시설물 조사            ↓ > 정밀안전진단 :  - 사용금지조치 (필요시)            ↓ > 보수보강실시 :   - 착수 2년이내, 완료 3년이내   - FMS 등록	> 치환공법 : 동결심도 깊이까지 치환 > 차단공법 : 시멘트, 아스팔트 안정처리 > 배수공법 : 배수구설치, 맹암거설치                        ----> 지하수위 저하

 

 

 

◆ 흙의 동상현상이 일어나는 조건

1) 동사을 받기 쉬운 흙(실트질 및 수분이 많은 흙)

2) 0도 이하의 온도 지속시간이 긴 경우

3) 아이스 렌즈(ice lense) 형성이 용이한 모관상승고 압력

 *** Ice lense : 동결선 위의 물이 얼어서 인접한 간극 속의 물을 빨아들여서 결정이 커지는 것을 반복하여 생기는 얼음

 

 

◆ 흙의 동결심도

1) 정의  : 0도이하의 온도가 지속될 경우 지표면 아래 0도인 가상선이 존재하는 이것을 동결선 (Frost line)이라고 하며 지표면에서 동결선까지의 깊이를 동결심도라고 함

 

2) Z (동결심도) = C √ F (cm) , ( F = 영하온도 X 지속시간 (day)  ,  C = 정수 (3~5)

 

3) 동결심도 구하는 법

   - 현장조사에 의함 방법 : 백호이용 터파기 (Test pit)

   - 동결지수에 의함 방법 : Z (동결심도) = C √ F (cm) 

   - 열 전도율에 의한 방법 : Z (열전도율) = √ 48 K F / L   (K-열전도율 , F- 동결지수 , L-융해잠재열)

 

 

◆ 해빙기 아스콘포장체 융해의 문제점

1) 해빙기 아스콘포장 지중의 아이스렌즈(ice lense)==> 상부에서부터 녹기시작

 

2) 이때  (하부) = 동결상태 // (상부) = 해빙으로 융해수 배수방해

 

3) 이로인해 포장상부층 지지력 약화

 

4) 교통량 증가로 인한 침하와 균열 발생 (포장파손-포트홀 등)

 

 

◆ 결 론

1) 동상은 주변구조물을 움직이고 균열을 일으킬 수 있을 정도의 큰 힘을 발휘 할 수 있으며 반대로 융해 시에은 과잉수로 인한 배수  문제가 심각한 문제를 유발함

 

2) 동상피해을 방지하기 위해서는 구조물 기초위치를 동결심도 아래에 위치하도록 하거나, 자갈+모래+점토 등 동결토 발생이 적은 선택층을 채택하여 동상의 피해을 최소화하도록 사전 검토되어야 함