Theoretical and Experimental Investigation on Filter Criteria of Geotextile Considering Flow Conditions of Water

흐름형태별 Geoltextile의 필터기준에 관한 이론 및 실험적 고찰

The filter criteria of geotextiles to prevent excessive loss of fine particles in cohesion-less soils are largely depend on the flow conditions of water in soil/geotextile systems. In the soil/geotextile system under uni-directional flow conditions, it is adequate to retain only the coarse soil fraction because a 'self-induced' soil filter layer may form in cohesionless soil adjacent to the geotextile. In alternating flow conditions, however, a complete soil filter layer within the soil will not form and thus the geotextile pores must be small enough to retain finer particles of the soil to be protected. Based on these concepts, theoretical filtration criteria of geotextiles are developed considering the flow conditions of water. To test the validity of these criteria, laboratory testing was carried out. This indicated that large losses of fine particles would result, especially at high hydraulic gradients, short periods and low vertical loads. The revised filtration criteria are proposed evaluating effect of various design factors.

비점성토 지반으로부터 세립토가 과다하게 유실되는 것을 방지하기 위한 geotextile 필터의 유효구멍크기를 평가하는 기준은 흙/geotextile 시스템을 통과하는 물의 흐름형태에 따라 크게 달라진다. 일방향흐름을 받는 흙/geotextile 시스템에서는 장기간 물의 흐름에 의해 geotextile과 인접한 지반흙내에 자체적인 흙필터층(soil filter layer) 이 형성될 수 있으므로 geotetile은 보다 큰 흙입자의 유실을 억제시킴으로써 효율적인 필터기능을 수행할 수 있는 반면, 교번흐름을 받는 흙/geotextile 시스템에서는 완전한 흙필터층의 형성이 곤란하므로 보다 작은 흙입자의 유실까지 억제시켜야 한다. 본 연구에서는 이러한 2가지 개념을 토대로 하여 흐름형태별로 이론적인 geotextile의 필터기준을 제안하였으며, 이 필터기준의 타당성을 평가하기 위해 실내 필터특성실험을 수행하였다. 실험결과, 높은 동수경사와 짧은 주기 및 낮은 수직하중 등에서 세립토의 유실이 크게 발생하였기 때문에, 이러한 설계인자들의 영향을 평가하여 수정된 geotextile의 필터기준을 제시하였다.