광양만 조석 해수면 변동의 미고결 퇴적층에 대한 영향

Effect of the Tidal Sea Level Change on the Unconsolidated Sediment in Gwangyang Bay

광양만에 분포하는 미고결 퇴적충의 물성특성을 Core 시료를 채취하여 분석하였다 퇴적상태의 특성을 지시하는 퇴적층의 공극율이 퇴적깊이에 따라 일정한 변화를 나타내지 않으며, 이는 자체하중에 의한 자연적 압밀이 매우 미세한 것을 나타내고 있다. 조석에 의한 해수면 변동이 퇴적층 거동에 미치는 영향을 수치해석적으로 분석한 결과, 퇴적층에 형성되는 공극수압이 이토층의 낮은 투수계수에 기인하여 해수면 변동에 따른 표층 수압변화보다 느리게 진행되고 있다. 따라서, 최소 해수면시점에 발생되는 공극수압이 해수압에 의한 역학적 응력보다 커서 퇴적층의 유효응력이 인장력으로 반전되며 일정깊이에서의 현장유효응력도 인장력상태(quick sand condition)인 것으로 나타난다. 이러한 현상은 퇴적물조직의 재구성이 내부적으로 발생될 수 있는 가능성을 제시해 주고 있다. 모래질이토층(sandy mud layer)이 이토층내에 존재할 경우에도 이토층과의 경계부분에서 인장력강태의 현장유효응력(quick sand condition)이 발생한다. 이는 퇴적물 재구성작용에 의해 모래질 입자가 표층에서 하부층으로 하강될 수 있는 역학적 이론근거를 제시해 주고 있으며, 본 연구결과에 의하면 모래질 입자들이 약 40cm 깊이에 하강될 때까지 quick sand condition이 형성된다.

The characteristics of the unconsolidated sediment in Gwangyang bay was analyzed from the core samples. The porosity of the sediment showed irregular variation with respect to the sedimentation depth, which indicated that sediment weight-induced consolidation was not significant. Numerical analysis for the mechanical and hydraulic behavior of the unconsolidated sediment due to the tidal sea level change was processed. Because of the delayed excessive pore pressure change in the very low permeable mud medium, the magnitude of the excessive pore pressure for the duration of the minimum sea level exceeded the total stress from the sea water weight, which resulted in the negative (tensional) effective stress below the top surface. The in-situ effective stress, obtained by superposing the tensional effective stress on the solid weight-induced compressive stress, was remained to be tensile (quick-sand condition) near the top surface of the mud deposit. The occurrence of the quirk-sand condition provided a theoretical evidence for the insignificant consolidation and the irregular porosity variation of the sediment. When the sand is distributed on the top surface of the mud layer, the quick-sand condition occurred below the sandy mud layer and the downward movement of sand particles was facilitated.